事务故障的恢复
第八章 数据库管理(部分)
三、SQL中的完整性约束
1. 域完整性规则：定义属性的取值范围―-属性值约束。 包括：域约束子句、非空值约束、基于属性的检查子句。
①用“CREATE DOMAIN”语句定义新的域,并可出现CHECK子句。
例:
定义一个新的域DEPT，可用下列语句实现：
DEPT CHAR(20） DEFAULT „计算机软件’
二、完整性规则的组成与分类
1、每个规则由三部分组成：
①什么时候使用规则进行检查（规则的“触发条件”）；
②要检查什么样的错误（ “ 约束条件”或“谓词”）；
③若检查出错误，该怎样处理（ “ELSE子句”，即违反时 要做的动作）。 2、在关系数据库中，完整性规则可分为三类： ①域完整性规则：定义属性的取值范围； ②基本表约束； ③断言。
CREATE DOMAIN
CONSTRAINT
VALID_DEPT
/*域约束名字*/
CHECK（VALUE IN („计算机科学与技术’,„计算机软件’))； 允许域约束上的CHECK子句中可以有任意复杂的条件表达式。
②非空值约束（NOT NULL） 例： SNO char(4) NOT NULL ③基于属性的检查子句(CHECK): 例：CHECK (GRADE IS NULL) OR (GRADE BRTWEEN 0 AND 100)
教学重点：
检查点技术
并发操作、封锁带来的若干问题，并发调度的可串行化。
SQL中完整性约束的实现：断言、触发器技术。 安全性中的授权语句。
§1
事务的概念
一、事务的定义 形成一个逻辑工作单元的数据库操作的汇集, 称为事务(transaction)。
例：在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句、
数据库中故障类型及各故障恢复机制
数据库中的故障类型及各故障恢复机制如下：
事务故障：事务故障是指事务在运行至正常终止点前被终止所导致的故障。
事务故障恢复机制是利用日志文件撤销其对数据库的修改。
系统故障：系统故障是指由于操作系统或数据库管理系统本身的错误而使数据库部分或全部丢失。
系统故障恢复机制是待计算机重新启动之后，对于未完成的事务可能写入数据库的内容，回滚所有未完成的事务写的结果；对于已完成的事务可能部分或全部留在缓冲区的结果，需要重做所有已提交的事务。
介质故障：介质故障是指由于存储设备发生物理损坏导致数据库部分或全部丢失。
介质故障的软件容错是使用数据库备份及事务日志文件，通过恢复技术，恢复数据库到备份结束时的状态；介质故障的硬件容错是采用双物理存储设备，使两个硬盘存储内容相同，当其中一个硬盘出现故障时，及时使用另一个备份硬盘。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法在数据库管理中，事务故障是一种常见的问题。
当事务执行过程中出现错误或异常时，可能会导致数据库的数据不一致或丢失。
因此，数据库管理员需要采取一些恢复策略和方法来解决这些问题。
1. 数据库备份和恢复数据库备份是一种常见的恢复策略。
管理员可以定期备份数据库，以便在出现故障时恢复数据。
备份可以分为完全备份和增量备份。
完全备份是指备份整个数据库，而增量备份是指备份数据库中发生更改的部分。
在恢复时，管理员可以使用备份文件来还原数据库。
2. 事务日志事务日志是一种记录数据库操作的方法。
当事务执行时，数据库会将操作记录到事务日志中。
如果事务执行失败，管理员可以使用事务日志来恢复数据库。
管理员可以使用事务日志来还原数据库到故障发生前的状态。
3. 数据库镜像数据库镜像是一种将数据库复制到另一个服务器的方法。
管理员可以使用数据库镜像来保证数据库的高可用性。
如果主数据库出现故障，管理员可以使用备用数据库来恢复数据。
4. 数据库复制数据库复制是一种将数据库复制到另一个服务器的方法。
管理员可以使用数据库复制来保证数据库的高可用性。
如果主数据库出现故障，管理员可以使用备用数据库来恢复数据。
5. 数据库恢复工具数据库恢复工具是一种用于恢复数据库的软件。
管理员可以使用数据库恢复工具来恢复数据库。
这些工具可以自动检测和修复数据库中的错误。
6. 数据库事务管理数据库事务管理是一种管理数据库事务的方法。
管理员可以使用数据库事务管理来保证数据库的一致性。
如果事务执行失败，管理员可以使用数据库事务管理来恢复数据。
事务故障是一种常见的数据库问题。
管理员需要采取一些恢复策略和方法来解决这些问题。
备份和恢复、事务日志、数据库镜像、数据库复制、数据库恢复工具和数据库事务管理都是常见的恢复策略和方法。
管理员应该根据实际情况选择适合自己的恢复策略和方法。
数据库的修复方法
恢复数据库的几种方法广汉市雒城四小―――王春燕内容提要：随着现代科学技术的飞跃发展，数据库系统已广泛运用各个系统中，尽管数据库系统中采取了各种保护措施来防止数据库的安全和完整性被破坏，保证并行事物的正确执行，但是计算机系统中硬件的故障，软件的错误，操作员的失误以及恶意的破坏仍是不不可避免的，这些故障轻则造成事务非常中断，影响数据库中数据的正确性，重则破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失，因此数据库管理系统必须具有把数据库从错误状态中恢复到某一已知的正确状态的功能，这就需要数据库的恢复。
故障的种类一、事务内部的故障事物内部的故障有的是可以通过事物程序本身发现的，有的是不是预期的，不能由事物程序处理的。
例如：学生调校、系或调班事务，这个事务把一个学生从一个校、系（班）转另一个系（班）。
BEGIN TRANSACTION读甲系（班）的余额BALANCE；BALANCE=BALANCE-AMOUNT；（AMOUNT为转校系（班）学生）IF （BLANCE小于0），THEN{打印'人数不足，不能转班';ROLLBACK;(撤销该事务)ELS写回BALANCE1=BALANCE1+AMOUNT;COMMIT;}这个例子所包括的两个更新操作要么全部不做,否则就会使数据库存处于不一致状态.在这段程中，应用程序可以发现并让事物滚回,撤销已做的修改,恢复数据到正确状态。
这类恢复员事物撤销（UNDO）。
这是预期的故障。
事物内部的故障很多是无预期的，是不能由应用程序处理的。
（二）、系统故障系统故障是指系统停止运转的任何事件，使得系统要重新启动。
例如，特定类型的硬件错误（CPU）故障，操作系统故障、DBMS代码错误、突然停电等，这类故障影响正在运行的所有事务，但不破坏数据库。
这时所有的运行事务都非正常终止。
发生系统故障时，一些尚未完成的事务结果可能已送入物理数据库，从而造成数据可能处于不正确状态。
为保证一致性，需要清除这些事务对数据库的所有修改.恢复系统必须在系统重新启动时让所有非正常终止的事务回滚，强行撤销所有未完成事务。
事务故障的恢复
7.4 恢复的实现技术
恢复机制涉及的关键问题 1. 如何建立冗余数据 数据转储（backup） 登录日志文件（logging） 2. 如何利用这些冗余数据实施数据库恢复
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数据库原理
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7.4.1 数据转储
转储是指DBA将整个数据库复制到磁带或另一个磁 盘上保存起来的过程。
这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。
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数据库原理
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故障发生点
静态转储 运行事务 ↓
正常运行 ─┼──────┼──────────┼──
Ta
Tb
Tf
登记日志文件
└──────────┴──
重装后备副本 利用日志文件恢复事务 继续运行
介质故障恢复───────┴－ － － － － －－ ┴──
登记日志文件
└───
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数据库原理Βιβλιοθήκη 42登记日志文件的原则
为保证数据库是可恢复的，登记日志文件时必须遵循 两条原则: 登记的次序严格按并行事务执行的时间次序 必须先写日志文件，后写数据库 • 写日志文件操作：把表示这个修改的日志记录 写到日志文件。 • 写数据库操作：把对数据的修改写到数据库中。
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数据库原理
Ta
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重装后备副本
恢复
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数据库原理
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动态转储
转储操作与用户事务并发进行 转储期间允许对数据库进行存取或修改 优点
不用等待正在运行的用户事务结束 不会影响新事务的运行 缺点：不能保证副本中的数据正确有效
利用动态转储得到的副本进行故障恢复
数据库故障恢复的关键步骤与常见问题解决方法
数据库故障恢复的关键步骤与常见问题解决方法数据库在现代信息系统中扮演着至关重要的角色，它存储了组织的关键数据，对于企业的正常运营至关重要。
然而，数据库也可能会遭遇各种故障，如硬件故障、软件错误、数据损坏等。
数据库故障的恢复是数据库管理员必须掌握的关键技能之一。
本文将讨论数据库故障恢复的关键步骤和常见问题的解决方法。
1. 故障诊断与排除在进行数据库故障恢复之前，首先需要对故障进行诊断和排除。
这可以帮助确定故障的原因，从而制定正确的恢复策略。
故障诊断的常见方法包括日志分析、错误消息分析和性能统计。
通过这些分析，可以确定故障的根本原因，然后采取相应的解决步骤。
2. 数据库备份的恢复数据库备份是数据库故障恢复的重要部分。
恢复数据的能力取决于备份策略和实施的频率。
从全备份、增量备份和日志备份中选择合适的备份进行恢复。
恢复的步骤包括将备份文件恢复到目标服务器并应用增量备份和日志备份，确保数据的一致性和完整性。
3. 逻辑损坏的修复除了基于备份的故障恢复外，数据库也可能遭受逻辑损坏。
逻辑损坏的例子包括误删除数据、表结构变更错误等。
对于这些情况，可以使用以下方法进行修复：- 使用数据库日志进行回滚，将数据库恢复至之前的状态。
- 使用数据库的事务恢复工具，将数据库恢复至故障之前的一致状态。
- 手动恢复被误删除的数据，如果有备份，可以从备份中恢复数据。
4. 数据库事务恢复数据库事务是处理数据库操作的基本单位。
在数据库故障的情况下，未完成的事务可能会导致数据的不一致性。
为了恢复故障，并确保数据的一致性，可以使用事务恢复技术。
常见的事务恢复方法包括：- 回滚未提交的事务，将数据库恢复至故障之前的状态。
- 重放事务日志，将未应用的事务重新应用到数据库中。
5. 硬件故障的处理硬件故障是数据库故障的常见原因之一，例如硬盘损坏、电源故障等。
对于硬件故障，需要采取以下步骤进行处理：- 确认硬件故障的范围和原因。
- 替换故障硬件，如更换硬盘或电源。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法。
在数据库系统中,事务是一个非常重要的概念,它能够确保任何操作都按照预期的规则进行,从而保证数据的一致性和完整性。
但如果事务故障,就会导致数据库出现不可预期的结果,甚至可能导致数据丢失。
以下是一些常见的数据库恢复策略和方法:1. 硬恢复:硬恢复是指在计算机硬件上恢复数据库。
通过将数据库文件复制到另一个存储介质上,并重新加载到计算机上的主存储介质上,从而实现数据库的恢复到先前的一个完整的状态。
硬恢复通常适用于数据库文件较小且无法通过磁盘阵列压缩的情况。
2. 软恢复:软恢复是指在计算机软件上恢复数据库。
在软恢复中,会将数据库复制到另一个存储介质上,并使用备份软件备份数据库。
一旦备份完成,可以将备份文件恢复到计算机上的主存储介质上。
软恢复通常适用于数据库文件较大且可以通过磁盘阵列压缩的情况。
3. 快照恢复:快照恢复是指在数据库中添加一个快照文件,该快照文件包含数据库的先前版本的信息。
当数据库发生故障时,可以通过读取快照文件来恢复数据库的先前状态。
快照恢复通常适用于数据库文件较小且可以快速备份的情况。
4. 镜像恢复:镜像恢复是指在主存储介质上创建多个镜像文件,每个镜像文件包含数据库的先前版本的信息。
当主存储介质发生故障时,可以通过读取镜像文件来恢复数据库的先前状态。
镜像恢复通常适用于主存储介质容量较小的情况。
在实施数据库恢复策略时,需要考虑以下几个方面:1. 数据库文件的大小和存储方式。
2. 备份的频率和备份工具的选择。
3. 数据库的可靠性和可用性。
4. 数据库的容错机制和紧急恢复措施。
5. 恢复数据的速度和效果。
在实际恢复过程中,还需要进行一些测试和验证,以确保数据库能够恢复到预期的正常状态,并避免数据丢失或不可预期的结果。
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复(六)
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复在数据库系统中，事务处理是一项重要的任务。
当多个操作需要被一起执行时，事务能确保所有操作要么全部成功，要么全部失败回滚。
然而，由于各种原因，事务处理中可能会出现异常情况，例如网络中断、系统故障或者错误的数据输入。
为了保证数据的一致性和完整性，数据库需要具备数据补偿和异常恢复的能力。
一、数据补偿数据补偿是一种通过在事务执行期间记录额外信息，使数据库能够回滚到相应的状态来保证数据一致性的方法。
在执行事务期间，一些操作可能会导致数据库的部分修改，但未能成功完成。
这时，为了回滚事务并恢复到原始状态，数据库可以利用数据补偿的策略来处理。
一种常见的数据补偿策略是利用回滚日志。
在事务执行期间，数据库会记录所有的修改操作，包括更新、插入和删除操作，并将这些操作以日志的形式保存。
如果事务执行过程中出现异常，数据库可以根据回滚日志来撤销已经完成的操作，从而回滚到事务开始前的状态，保证数据的一致性。
此外，还可以使用undo和redo日志来实现数据补偿。
undo日志用于撤销事务期间对数据库做出的修改，而redo日志则用于重做已经提交但未来得及写入磁盘的操作。
通过记录undo和redo日志，数据库可以在异常情况下回滚到一致的状态。
二、异常恢复异常恢复是指在数据库出现故障或不可预见的情况下，将数据库恢复到一致性状态的操作。
在数据库系统中，异常包括硬件故障、崩溃和软件错误等，它们可能导致数据库的损坏或数据丢失。
数据库异常恢复通常包括两个步骤：检测异常和修复异常。
异常检测通过监控系统日志、检查校验和或利用冗余数据等方式来检测数据库是否出现异常。
如果异常被检测到，数据库会进入修复阶段。
修复异常的方式根据具体情况而定。
一种常见的修复方式是通过备份和恢复。
数据库定期进行备份，将数据存储到其他物理介质上。
如果出现异常，可以通过恢复备份来重建数据库。
然而，备份恢复的过程可能比较耗时，因此有时候会使用增量备份和恢复策略来提高效率。
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复(二)
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复在数据库系统中，事务处理是一种常见的操作，用于确保数据的一致性和完整性。
然而，在复杂的应用场景下，事务可能会遇到各种异常情况，如网络故障、硬件故障或应用程序错误等。
为了保证数据的可靠性，数据补偿与异常恢复成为了数据库事务处理中的重要问题。
数据补偿是一种在事务处理过程中，当出现错误或异常时，对已经提交的事务进行修复或回滚的机制。
在传统的ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）事务模型中，一旦事务提交，就无法对数据进行修改或删除。
然而，在分布式系统中，由于各个节点间的通信和数据同步可能会出现延迟或失败，导致事务无法完全成功。
这时，数据补偿机制可以通过对已提交的事务进行反向操作，恢复到一致的状态。
异常恢复是另一种处理异常情况的方式，它主要针对事务失败或中断的情况。
当一个事务无法成功提交时，系统会根据事务管理器的策略进行回滚操作，将已经修改的数据恢复到事务开始前的状态。
这样可以确保数据的一致性，并避免潜在的错误和脏数据的产生。
在实际的应用中，数据补偿和异常恢复是相辅相成的。
数据补偿主要用于解决分布式事务中的数据一致性问题，而异常恢复则是为了保证事务的正确执行和数据的完整性。
当一个事务发生异常时，首先系统会尝试进行数据补偿，回滚已提交的事务，并进行相应的处理，然后再进行异常恢复操作，将所有已修改的数据恢复到之前的状态。
数据补偿和异常恢复的实现需要考虑多个因素。
首先，需要设计一个合适的事务管理器，用于管理事务的提交、回滚和恢复操作。
其次，需要确定补偿和恢复的策略，包括错误检测、错误处理和数据恢复等。
此外，还需要考虑性能和可靠性等方面的问题，如如何减少补偿和恢复的时间，如何保证数据的一致性和完整性。
为了提高数据库事务处理的效率和可靠性，一些现代的数据库系统引入了新的机制和技术。
例如，通过分布式一致性协议来实现数据的自动补偿和异常恢复，如Paxos和Raft等。
这些协议能够在系统崩溃或网络故障等异常情况下，保证数据的一致性和完整性。
数据库系统原理教程课后习题及答案(第九章)
第9章数据库恢复技术1．试述事务的概念及事务的4 个特性。
答：事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做要么全不做，是一个不可分割的工作单位。
事务具有4 个特性：原子性（Atomicity ）、一致性（consistency ）、隔离性( Isolation ）和持续性（Durability ）。
这4 个特性也简称为ACID 特性。
原子性：事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的诸操作要么都做，要么都不做。
一致性：事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
隔离性：一个事务的执行不能被其他事务干扰。
即一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事务是隔离的，并发执行的各个事务之间不能互相干扰。
持续性：持续性也称永久性（Perfnanence ) ，指一个事务一旦提交，它对数据库中数据的改变就应该是永久性的。
接下来的其他操作或故障不应该对其执行结果有任何影响。
2 ．为什么事务非正常结束时会影响数据库数据的正确性，请列举一例说明之。
答：事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
如果数据库系统运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库，这时数据库就处于一种不正确的状态，或者说是不一致的状态。
例如某工厂的库存管理系统中，要把数量为Q 的某种零件从仓库1 移到仓库2 存放。
则可以定义一个事务T , T 包括两个操作；Ql = Ql 一Q , Q2= Q2 + Q。
如果T 非正常终止时只做了第一个操作，则数据库就处于不一致性状态，库存量无缘无故少了Q 。
3 ．数据库中为什么要有恢复子系统？它的功能是什么？答：因为计算机系统中硬件的故障、软件的错误、操作员的失误以及恶意的破坏是不可避免的，这些故障轻则造成运行事务非正常中断，影响数据库中数据的正确性，重则破坏数据库，使数据库中全部或部分数据丢失，因此必须要有恢复子系统。
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法
简述事务故障时的数据库恢复策略和方法在数据库管理中，事务故障是一个非常常见的问题。
无论是由于硬件故障、软件故障、人为错误或其他原因，事务故障都可能导致数据库丢失或损坏。
为了避免数据丢失和损坏，需要采取数据库恢复策略和方法，以确保数据的完整性和可靠性。
数据库恢复的基本原则是将数据库恢复到最近的一次正常备份的状态，然后应用从故障发生时到备份时间之间的所有事务记录。
这样可以最大程度地避免数据丢失和损坏。
下面将介绍几种常见的数据库恢复策略和方法。
1. 完整备份和差异备份备份是数据库恢复的基础，我们可以使用完整备份和差异备份来备份数据库。
完整备份是将整个数据库备份到一个文件中，而差异备份是只备份自上次完整备份以来更改的部分。
在发生故障时，我们可以首先恢复最近的完整备份，然后应用最近的差异备份。
这样可以大大缩短恢复时间。
2. 事务日志备份和恢复事务日志备份是一种常见的数据库备份方式。
它通过记录所有数据库操作，包括增删改查等，来确保在发生故障时能够快速恢复数据。
当数据库发生故障时，我们可以使用最近的完整备份和最近的事务日志备份来恢复数据。
我们可以使用事务日志备份来还原从故障发生时到备份时间之间的所有操作。
3. 数据库复制和故障转移数据库复制和故障转移是一种高可用性的解决方案。
它通过将数据复制到多个服务器上来确保数据的可靠性。
当主服务器发生故障时，备用服务器可以接管主服务器的工作，从而实现故障转移。
这种解决方案可以最大程度地避免数据丢失和损坏。
4. 数据库恢复管理工具数据库恢复管理工具是一种常见的数据库恢复策略。
它可以用来自动化数据库恢复过程，从而减少操作人员的工作量。
这种工具可以自动检测数据库故障并启动恢复过程。
它可以大大缩短恢复时间，提高数据恢复的可靠性和准确性。
数据库恢复是数据库管理中不可或缺的一部分，它可以最大程度地避免数据丢失和损坏。
在选择恢复策略和方法时，需要根据实际情况选择最合适的方案。
此外，还需要定期备份数据库并测试恢复过程，以确保数据的完整性和可靠性。
数据库的恢复策略
数据库的恢复策略事务故障的恢复事务故障是指事务在运⾏⾄正常终⽌点前被终⽌，这时恢复⼦系统应利⽤⽇志⽂件撤销（UNDO）此事务已对数据库进⾏的修改。
系统恢复的步骤：（1）反向扫描⽇志⽂件（即从最后向前扫描⽇志⽂件），查找该事物的更新操作。
（2）对该事务的更新操作执⾏逆操作。
即将⽇志记录中"更新前的值"写⼊数据库。
这样如果记录中是插⼊操作，则相当于做删除操作；若记录中是删除操作，则做插⼊操作；若是修改，则相当于修改前值代替修改后值。
（3）继续反向扫描⽇志⽂件，查找该事务的其他更新操作，并作同样处理。
（4）如此处理下去，直⾄读到此事务的开始标记，事务故障恢复就完成了。
系统故障系统故障的恢复是由系统在重新启动时候⾃动完成的，不需要⽤户⼲预。
系统的恢复步骤是：（1）正向扫描⽇志⽂件（即从头扫描⽇志⽂件），找出在故障发⽣前已经提交的事务（这些事务既有BEGIN TRANSACTION记录，也有COMMIT记录），将其事务标识记⼊重做（REDO）队列。
同时找出故障发⽣时尚未完成的事务（这些事务只有BEGIN TRANSACTION记录，⽆相应的COMMIT记录）,将其事务标识记⼊撤销队列。
（2）对撤销队列中的各个事务进⾏撤销（UNDO）处理。
进⾏UNDO处理的⽅法是，反向扫描⽇志⽂件，对每⼀个UNDO事务的更新操作执⾏逆操作，将将⽇志记录中"更新前的值"写⼊数据库（该⽅法和事务故障的解决⽅法⼀致）。
（3）对重做队列中的各个事务进⾏重做（REDO）处理。
进⾏REDO处理的⽅法是：正向扫描⽇志⽂件，对每⼀个REDO事务从新执⾏⽇志⽂件登记的操作。
即将⽇志记录中"更新后的值"写⼊数据库。
具有检查点的恢复技术利⽤⽇志技术进⾏数据库恢复时，恢复⼦系统必须搜索⽇志，确定哪些事务需要REDO,哪些事务需要UNDO。
⼀般来说，需要检查⼀是搜索整个⽇志将消耗⼤量的时间。
数据库技术三级考试知识点总结
数据库技术三级考试知识点总结一、数据库基础。
1. 数据库系统概述。
- 数据库（DB）、数据库管理系统（DBMS）和数据库系统（DBS）的概念。
数据库是长期存储在计算机内、有组织、可共享的数据集合；DBMS是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据；数据库系统是由数据库、数据库管理系统、应用程序、数据库管理员（DBA）等组成的人机系统。
- 数据库系统的特点，如数据结构化（整体结构化，数据不再针对某一应用，而是面向全组织）、数据的共享性高、冗余度低且易扩充、数据独立性高（包括物理独立性和逻辑独立性）等。
2. 数据模型。
- 概念模型：用于信息世界的建模，是现实世界到机器世界的一个中间层次。
常用的概念模型是实体 - 联系模型（E - R模型），其中包括实体（客观存在并可相互区别的事物）、属性（实体所具有的某一特性）和联系（实体之间的联系有一对一、一对多和多对多等类型）。
- 数据模型的组成要素：数据结构（描述数据库的组成对象以及对象之间的联系）、数据操作（对数据库中各种对象的实例允许执行的操作的集合，包括操作及有关的操作规则）和数据的完整性约束条件（一组完整性规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效和相容）。
- 常见的逻辑数据模型：- 层次模型：用树形结构表示实体及其之间的联系，有且只有一个根结点，根结点以外的其他结点有且只有一个父结点。
- 网状模型：用网状结构表示实体及其之间的联系，允许一个以上的结点无双亲，一个结点可以有多于一个的双亲。
- 关系模型：以二维表的形式组织数据，关系模型中的数据结构是关系（二维表），关系操作包括查询（选择、投影、连接等）和更新（插入、删除、修改）操作，关系的完整性约束包括实体完整性（主关键字不能取空值）、参照完整性（外键要么取空值，要么取对应主键的值）和用户定义的完整性。
3. 数据库系统结构。
UNIT 8 故障的恢复
一.数据库恢复概述 二.故障的种类 三.恢复的实现技术 四.恢复的实现策略 五.检查点 六.数据库镜像
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数据库恢复 概述
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数 据 库 恢 复 概 述
1.数据库的恢复
---- 把数据库从错误状态恢复到某一个已 知的正确状态（亦称为一致状态或完整状态） 的功能。 何时需要对 数据库进行 恢复？ 数据库恢复 有何特点？
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恢 复 的 实 现 策 略
2.系统故障的恢复
对用户透明 系统故障导致的数据库不一致
（1）未完成的事务对DB产生影响 （2）已完成的事务在缓冲区的内容未写入DB
恢复功能
（1）UNDO未完成的事务 （2）REDO已完成的事务
需要REDO日志 中所有已完成 的事务吗？是 否一部分故障 发生点前很久 的事务不需要 REDO？如何确 定这些事务？
6
故障的种类
7
故
1.故障种类：
障
的
种
类
事务故障 ---- 有的是可以通过事务程序本身发现的，有的 是非预期的，不能由事务程序处理的故障。 系统故障 ---- 造成系统停止运转的任何事件，使得系统要 重新启动。可能一些未完成的事务的结果送入了物 理数据库，而一些已完成的事务的结果却没有完全 写回物理数据库。 介质故障
恢复的目标是什么？
---- 尽量恢复到离故障点最近的一致状态
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恢 复 的 实 现 策 略
1.事务故障的恢复
对用户透明 恢复功能
---- 利用日志文件UNDO此事务对数据库进行的修改
恢复步骤
（1）反向扫描日志文件，查找该事务的更新操作； （2）对该事务的更新操作执行逆操作； （3）重复（1），（2），直至读到此事务的开始标记。
数据库管理系统的故障恢复策略
数据库管理系统的故障恢复策略数据库管理系统的故障恢复策略是为了保证数据库系统在遭受硬件或软件故障后能够快速恢复并保持数据的一致性和完整性。
故障恢复是数据库管理系统的一个重要功能，其目的是尽量减少故障对数据库系统造成的影响并快速恢复系统的可用性。
1.内存和磁盘日志：数据库管理系统通常会将所有的操作记录在内存和磁盘日志中，以确保故障发生时可以恢复到故障之前的状态。
内存日志记录了系统运行时的操作，而磁盘日志则用于持久化保存内存日志。
故障发生后，系统可以通过回放磁盘日志来重新执行故障之前的操作，以恢复到正常状态。
2.事务管理：事务是数据库管理系统中的一个重要概念，它用于保证数据库的一致性和完整性。
在发生故障时，数据库管理系统会使用事务的回滚和重做机制来恢复数据的一致性。
回滚机制用于撤销未完成的事务，而重做机制用于重新执行已提交的事务。
3.检查点：检查点是数据库管理系统中的一个关键机制，用于加快故障恢复的速度。
检查点将数据库的部分或全部内容刷新到磁盘中，并记录相关信息，以便在发生故障时可以从检查点处重新开始恢复工作。
检查点可以避免在故障恢复过程中遍历整个数据库的开销，并减少故障恢复的时间。
4.高可用性和冗余：高可用性和冗余是数据库管理系统中重要的故障恢复策略。
通过使用冗余硬件和备份数据库，可以确保在主数据库发生故障时，备份数据库可以快速接管工作并保证系统的可用性。
高可用性和冗余策略包括使用主从复制、集群和分布式系统等技术来实现。
5.数据库备份和恢复：数据库备份是数据库管理系统中非常重要的故障恢复策略之一、通过定期备份数据库，可以在发生故障时快速恢复数据。
数据库备份可以使用物理备份或逻辑备份方式进行，物理备份是将数据库文件直接复制到备份存储介质中，逻辑备份是将数据库中的数据以逻辑的形式导出或复制到备份存储介质中。
数据库恢复则是将备份的数据重新导入或恢复到数据库系统中。
6.错误检测和修复：数据库管理系统会定期对数据库进行错误检测和修复，以保证数据库的一致性和完整性。
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复(一)
数据库事务处理中的数据补偿与异常恢复在数据库管理系统(DBMS)中，事务处理是一个重要而复杂的任务。
当多个操作需要同时执行时，事务可以保证数据的一致性和完整性。
然而，在实际应用中，由于各种原因，事务可能会遇到异常情况，导致数据的不一致性或丢失。
为了应对这些情况，数据库引入了数据补偿和异常恢复机制。
1. 数据补偿当一个事务在执行过程中遇到错误，无法继续执行时，数据库需要进行数据补偿，以保证数据库的一致性。
数据补偿的目的是回滚已经执行的操作，使得数据库恢复到事务开始之前的状态。
数据补偿的方法有多种，其中一种常见的是使用日志文件进行回滚。
在事务执行过程中，数据库会将相关操作记录在日志中，包括原始数据和操作前后的状态。
当事务无法继续执行时，数据库可以根据日志文件中的信息，撤回已经执行的操作，从而实现数据的补偿。
另一种数据补偿的方法是使用备份文件。
数据库系统可以在每次事务开始时生成一个备份文件，记录当前数据库的状态。
当事务执行失败时，数据库可以使用备份文件将数据库恢复到初始状态，然后重新执行事务。
2. 异常恢复在数据库事务处理过程中，可能会发生各种突发状况，如系统崩溃、网络中断等。
这些异常情况可能导致未完成的事务丢失，或者数据库状态无法回滚。
为了解决这些问题，数据库引入了异常恢复机制。
异常恢复的方法主要包括日志恢复和检查点恢复。
日志恢复通过分析和重放日志文件中的操作记录，恢复数据库到故障发生之前的状态。
检查点恢复通过定期在事务中插入检查点，记录数据库的状态，并在故障恢复时使用检查点来加速数据库的恢复过程。
在日志恢复过程中，数据库系统会分析日志文件中的各个操作，并根据操作类型对数据进行恢复。
如果是查询操作，系统会根据日志记录重新执行查询语句；如果是更新操作，系统会根据日志记录来回滚或重做数据库中的数据。
检查点恢复是一种更加高效的恢复方法。
在事务执行过程中，数据库定期插入一个检查点，记录当前数据库的状态。
当系统发生故障时，数据库可以利用检查点来快速恢复数据库的状态，而不需要重新执行所有的事务。
事务处理如何恢复到之前的状态？
事务处理如何恢复到之前的状态？一、故障恢复的基本原理在数据库管理系统中，事务处理是一个重要的功能。
当数据库中的事务出现故障时，如何恢复到之前的状态呢？这就需要了解故障恢复的基本原理。
故障恢复是通过日志记录和回滚技术来实现的。
具体来说，当一个事务进行修改操作时，系统会将这些修改操作记录在日志文件中。
如果事务执行过程中出现故障，系统可以通过读取日志文件中的信息，将事务进行回滚，使得数据库的状态恢复到故障前的状态。
二、故障恢复的过程故障恢复的过程是一个多步骤的过程，具体分为以下几个步骤：1. 检查点在数据库中，系统会定期地创建检查点。
检查点是一个标记点，表示数据库的一致状态。
当系统出现故障时，可以通过检查点来缩小故障范围，减少恢复的时间。
2. 分析日志当系统出现故障后，首先需要进行日志分析。
系统会读取日志文件中的信息，分析事务执行的情况，确定哪些事务是已经提交的，哪些事务是未提交的。
3. 事务回滚在确定了未提交的事务后，系统需要将这些事务进行回滚。
事务回滚是指将事务执行过程中的修改操作恢复到故障前的状态，使得数据库的状态回滚到故障前的状态。
4. 更新日志在进行事务回滚后，系统需要更新日志文件。
更新日志是指将已经回滚的事务的信息记录在日志文件中，以便以后的故障恢复。
5. 恢复数据库最后，系统需要恢复数据库的状态。
系统会根据日志文件中的信息，将数据库的状态恢复到故障前的状态。
这样，数据库就回到了故障前的一致状态。
三、故障恢复的策略在进行故障恢复时，可以采用不同的策略。
常见的策略包括正向恢复和反向恢复。
1. 正向恢复正向恢复是指从检查点开始，按照事务的提交顺序进行恢复。
具体来说，系统会根据检查点，从日志文件中读取被修改过的数据项的信息，然后按照事务的提交顺序，将这些事务的修改操作应用到数据库中。
2. 反向恢复反向恢复是指从故障发生点进行恢复。
具体来说，在日志文件中，系统会记录每个事务的开始和结束时的日志信息。
2022年河北旅游职业学院计算机应用技术专业《数据库概论》科目期末试卷B(有答案)
2022年河北旅游职业学院计算机应用技术专业《数据库概论》科目期末试卷B（有答案）一、填空题1、如果多个事务依次执行，则称事务是执行______；如果利用分时的方法，同时处理多个事务，则称事务是执行______。
2、事务故障、系统故障的恢复是由______完成的，介质故障是由______完成的。
3、完整性约束条件作用的对象有属性、______和______三种。
4、在SQL Server 2000中，新建了一个SQL Server身份验证模式的登录账户LOG，现希望LOG在数据库服务器上具有全部的操作权限，下述语句是为LOG授权的语句，请补全该语句。
EXEC sp_addsrvrolemember‘LOG’，_____；5、关系代数运算中，基本的运算是______________、______________、______________、______________和______________。
6、以子模式为框架的数据库是______________；以模式为框架的数据库是______________；以物理模式为框架的数据库是______________。
7、如图所示的关系R的候选码为；R中的函数依赖有；R属于范式。
一个关系R8、在一个关系R中，若每个数据项都是不可再分割的，那么R一定属于______。
9、在SQL Server 2000中，某数据库用户User在此数据库中具有对T 表数据的查询和更改权限。
现要收回User对T表的数据更改权，下述是实现该功能的语句，请补全语句。
_____UPDATE ON T FROM User；10、安全性控制的一般方法有____________、____________、____________、和____________视图的保护五级安全措施。
二、判断题11、可以用UNION将两个查询结果合并为一个查询结果。
（）12、文件系统的缺点是数据不能长期存储。
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2021/4/24
数据库原理
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事务故障的恢复
发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库的 部分修改写回磁盘。
事务故障的恢复：撤消事务（UNDO） 强行回滚（ROLLBACK）该事务 清除该事务对数据库的所有修改，使得这个事务象
根本没有启动过一样。
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数据库原理
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系统故障
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数据库原理
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持久性
持续性也称永久性（Permanence） 一个事务一旦提交，它对数据库中数据的 改变就应该是永久性的。 接下来的其他操作或故障不应该对其执行 结果有任何影响。
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数据库原理
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保证事务ACID特性是事务处理的任务 破坏事务ACID特性的因素
多个事务并行运行时，不同事务的操作交叉执行 事务在运行过程中被强行停止
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数据库原理
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7.2 数据库恢复概述
故障是不可避免的 计算机硬件故障 系统软件和应用软件的错误 操作员的失误 恶意的破坏
故障的影响 运行事务非正常中断 破坏数据库
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数据库原理
数据保护
安全性 完整性 并发控制 数据库恢复
第七章 数据库恢复技术 第八章 并发控制 第九章 数据库安全性 第十章 数据库完整性
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7.1 事务的基本概念
什么是事务 如何定义事务 事务的特性
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什么是事务
事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作 序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不 可分割的工作单位。
第7章 数据库恢复技术
事务的基本概念 数据库恢复概述 故障的种类 恢复的技术实现 恢复策略 具有检查点的恢复技术 数据库镜像 Oracle的恢复技术
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数据库原理
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第三篇 系统篇
数据库系统中的数据是由DBMS统一管理和控制 的，为了适应数据共享的环境，DBMS必须提供 数据保护能力，以保证数据库中数据的安全可靠 和正确有效。
什么是系统故障 整个系统的正常运行突然被破坏 所有正在运行的事务都非正常终止 内存中数据库缓冲区的信息全部丢失 外部存储设备上的数据未受影响
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系统故障的常见原因
操作系统或DBMS代码错误 操作员操作失误 特定类型的硬件错误（如CPU故障） 突然停电
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介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏 性大得多。
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数据库原理
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介质故障的常见原因
硬件故障 磁盘损坏 磁头碰撞 操作系统的某种潜在错误 瞬时强磁场干扰
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
数据库原理
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介质故障的恢复
装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本 重做自此时始的所有成功事务，将这些事务已提交
SQL 语句1
SQL 语句2
SQL 语句2
。。。。。
。。。。。
COMMIT
ROLLBACK
隐式方式
当用户没有显式地定义事务时，
DBMS按缺省规定自动划分事务。
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COMMIT 事务正常结束 提交事务的所有操作 事务中所有对数据库的更新写回到磁盘物理数据库
ROLLBACK 事务异常终止 事务运行的过程中发生了故障，不能继续执行 将事务中对数据库的所有已完成的操作全部撤销 事务滚回到开始时的状态
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数据库管理系统对故障的对策 DBMS提供恢复子系统 保证故障发生后，能把数据库中的数据从错误状 态恢复到某种逻辑一致的状态。 保证事务ACID
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
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7.3 故障的种类
数据库运行过程中可能发生的故障主要有： 事务内部故障 系统故障 介质故障 计算机病毒
各类故障，对数据库的影响有两种可能性： 数据库本身被破坏； 数据库没有破坏，但数据可能不正确。
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事务内部的故障
什么是事务故障 某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正 常终止点就夭折了
事务故障的常见原因 输入数据有误 运算溢出 违反了某些完整性限制 某些应用程序出错 并行事务发生死锁 。。。。
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事务的特性
原子性（Atomicity）
事务是数据库的逻辑工作单位，事务中包括的 诸操作要么都做，要么都不做。
一致性（Consistency）
隔离性（Isolation）
持续性（Durability ）
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一致性
事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态 变到另一个一致性状态
事务和程序是两个概念 在关系数据库中，一个事务可以是一条SQL语句， 一组SQL语句或整个程序。 一个应用程序通常包含多个事务
事务是恢复和并发控制的基本单位
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如何定义事务
显式定义方式
BEGIN TRANSACTION TRANSACTION
BEGIN
SQL 语句1
一致性状态： 数据库中只包含成功事务提交的结果
不一致状态： 数据库中包含失败事务的结果
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银行转帐：从帐号A中取出一万元，存入帐号B。 定义一个事务，该事务包括两个操作
A
B
A=A-
1
B=B+
1
这两个操作要么全做，要么全不做。
全做或者全不做，数据库都处于一致性状态。
如果只做一个操作，数据库就处于不一致性状 态。
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数据库原理
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隔离性
一个事务的执行不能被其他事务干扰 一个事务内部的操作及使用的数据对其他并发事
务是隔离的 并发执行的各个事务之间不能互相干扰
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数据库原理
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T1
T2
① 读A=16
②
读A=16
③ A←A-1 写回A=15
④
A←A-3
写回A=13
T1的修改被T2覆盖了！
数据库原理
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系统故障的恢复
清除尚未完成的事务对数据库的所有修改 系统重新启动时，恢复程序要强行撤消（UNDO） 所有未完成事务。
将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库 系统重新启动时，恢复程序需要重做（REDO） 所有已提交的事务。
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数据库原理
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介质故障
硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部 丢失