第四章数据库管理系统与数据库保护
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4.1.1 事务
事务（Transaction）是数据库环境中的一个逻辑工作单元。 事务由一系列的操作序列构成的程序执行单元，这些操作要 么全部成功完成，要么全部失败，即不对数据库留下任何影 响。事务是数据库系统工作的基本单位，既是保持数据库完 整性约束或逻辑一致性的单位，又是数据库恢复的单位。事 务的概念相当于操作系统中的进程。
4.1.4 更新事务的执行与恢复
涉及插入、删除和修改等操作的事务统称更新事务，数据 库管理系统必须确保其原子性和一致性。 1．更新事务的执行
为了确保事务的原子性和一致性，更新事务在活动状态 下对数据库的任何修改都不能直接在磁盘中进行，而只能在 内存缓冲区中进行。
15
4.1.4 更新事务的执行与恢复
第4章 数据库管理系统 与数据库保护
1
主要内容：
4.1 事务处理 4.2 数据库的故障与恢复 4.3 并发控制 4.4 数据库的完整性 4.5 数据库的安全性
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4.1 事务处理
保持数据的一致性与稳定性是正确使用数据库 的关键。 4.1.1 事务 4.1.2 事务的性质 4.1.3 事务的状态 4.1.4 更新事务的执行与恢复
（3）隔离性（Isolation） 系统必须保证事务不受其它并发执行事务的影
响。 多个并发事务之间不能相互干扰 并发不影响事务的执行。
隔离性通过DBMS并发控制子系统实现。
8
4.1.2 事务的性质
（4）持久性（Durability) 事务的持久性是指一个事务的成功完成之后，其工作的
结果就会永远保存在数据库中，是永久有效的，即使随后系 统发生故障，也能保持或恢复。 一旦事务成功完成(Commit)，它对数据库的更新应该是持久 的 即使在写入磁盘之前，系统发生故障 在下次启动之后，也应该保障数据更新的有效 持久性通过DBMS恢复管理子系统实现。
完整性检查可以分为以下几种：
（1）在事务的每个维护操作（插入、删除、修改）执行
后检查完整性，如果这时查出完整性受到破坏，则将该事务
转为失败状态。这样的完整性约束称为立即约束
（Immediate Constraint）。
（2）在整个事务完成之后检查完整性，这种完整性约束
称为延迟约束（Deferred Constraint）。 （3）在事务的某些特定点检查完整性，这样的点称为检
5
4.1.2 事务的性质
事务具有以下4个重要特性，通常称为ACID性质。 （1）原子性（Atomicity） 从终端用户（End-User）的角度看，事务是不可再分的
原子工作。 从系统的角度看，事务是完成某件原子工作的程序的一
次执行。它要么全部成功地完成；要么全部不完成，对数据 库毫无影响。（nothing or all）原则。 事务必须以Commit/Rollback结束。
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4.1.2 事务的性质
对数据库的访问是建立在读和写两个操作的基础上。 read(X)：从数据库传送数据项X到事务的工作区。 write(X)：从事务的工作区中将数据项X写回数据库。
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4.1.2 事务的性质
举例： 银行转帐：事务Ti从帐户A过户100￥到帐户B。 T: read(A); A=A-100; write(A); read(B) B=B+100; write(B); read(X)：从数据库传送数据项X到事务的工作区。 write(X)：从事务的工作区中将数据项X写回数据库。
由DBMS的事务管理子系统完成。
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4.1.2 事务的性质
（2）一致性（Consistency） 独立运行的事务，必须保证数据库的一致状态， 即数据不会因为事务的执行而遭到破坏。 数据库的一致性状态有编写事务的程序员来负责，也可
以有系统测试完整性约束来自动完成。 由DBMS的完整性子系统完成。
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4.1.2 事务的性质
1.数据库系统中可能发生的故障 (1)事务故障
非预期的事务故障 事务由于某些内部条件无法继续正常执行
如：非法输入、找不到数据、出错等
可预期的事务故障 应用程序可以发现的事务故障
该事务可在以后的某个时间重新执行。 19
此时数据库中的数据处于非一致状态
4.2.1 故障类型
4.2 数据库的故障与恢复
4.2.1 故障类型 4.2.2 恢复的基本原则和实现方法 4.2.3 SQL中的恢复操作
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4.2.1 故障类型
在运行数据库系统时，可能回出现各种各样的故障。发 生故障时，可能丢失数据库中的数据。DBMS的恢复管 理子系统采取一系列措施，保证在任何情况下保持事务 的原子性和持久性，确保数据不被破坏。
查点。
（4）在一个维护操作请求之后且执行之前检查完整性。
（5）在数据库管理员或审计员发出检查请求时检查完整
性。
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4.1.4 更新事务的执行与恢复
2．更新事务的恢复 （1）从活动状态转入失败状态的恢复 （2）从局部提交状态转入失败状态的恢复。 这种对事务操作的撤销也称为回滚（ROLLBACK）。
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活动 状态
局部提交 状态
提交 状态
失败 状态
中止 状态
事务状态图
13
4.1.3 事务的状态
（1）活动状态（Active）。 （2）局部提交状态（Partially Committed）。 （3）失败状态（Failed）。 （4）中止状态（Aborted）。 （5）提交状态（Committed）。
14
事务可以是一个包含有对数据库进行各种操作的一个完 整的用户程序（长事务），也可以是只包含一个更新操作 （插入、修改、删除）的短事务。
4
4.1.1 事务
SQL中事务的定义 事务以Begin transaction 开始，以Commit work或
Rollback work结束。 Commit work表示提交，事务正常结束。 Rollback work表示事务非正常开始时状态。
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练习：
1.DBMS的并发控制子系统，保证了事务(
)的
实现。
2.事务的独立执行不会破坏DB的完整性，称为 ()
3.DBMS中实现事务持久性的子系统是：
()
1.隔离性 2.事务的一致性 3.DBMS恢复管理子系统
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一个事务从开始到成功地完成或者因故中止，中间可能经 历不同的状态。
4.1.3 事务的状态
4.1.1 事务
事务（Transaction）是数据库环境中的一个逻辑工作单元。 事务由一系列的操作序列构成的程序执行单元，这些操作要 么全部成功完成，要么全部失败，即不对数据库留下任何影 响。事务是数据库系统工作的基本单位，既是保持数据库完 整性约束或逻辑一致性的单位，又是数据库恢复的单位。事 务的概念相当于操作系统中的进程。
4.1.4 更新事务的执行与恢复
涉及插入、删除和修改等操作的事务统称更新事务，数据 库管理系统必须确保其原子性和一致性。 1．更新事务的执行
为了确保事务的原子性和一致性，更新事务在活动状态 下对数据库的任何修改都不能直接在磁盘中进行，而只能在 内存缓冲区中进行。
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4.1.4 更新事务的执行与恢复
第4章 数据库管理系统 与数据库保护
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主要内容：
4.1 事务处理 4.2 数据库的故障与恢复 4.3 并发控制 4.4 数据库的完整性 4.5 数据库的安全性
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4.1 事务处理
保持数据的一致性与稳定性是正确使用数据库 的关键。 4.1.1 事务 4.1.2 事务的性质 4.1.3 事务的状态 4.1.4 更新事务的执行与恢复
（3）隔离性（Isolation） 系统必须保证事务不受其它并发执行事务的影
响。 多个并发事务之间不能相互干扰 并发不影响事务的执行。
隔离性通过DBMS并发控制子系统实现。
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4.1.2 事务的性质
（4）持久性（Durability) 事务的持久性是指一个事务的成功完成之后，其工作的
结果就会永远保存在数据库中，是永久有效的，即使随后系 统发生故障，也能保持或恢复。 一旦事务成功完成(Commit)，它对数据库的更新应该是持久 的 即使在写入磁盘之前，系统发生故障 在下次启动之后，也应该保障数据更新的有效 持久性通过DBMS恢复管理子系统实现。
完整性检查可以分为以下几种：
（1）在事务的每个维护操作（插入、删除、修改）执行
后检查完整性，如果这时查出完整性受到破坏，则将该事务
转为失败状态。这样的完整性约束称为立即约束
（Immediate Constraint）。
（2）在整个事务完成之后检查完整性，这种完整性约束
称为延迟约束（Deferred Constraint）。 （3）在事务的某些特定点检查完整性，这样的点称为检
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4.1.2 事务的性质
事务具有以下4个重要特性，通常称为ACID性质。 （1）原子性（Atomicity） 从终端用户（End-User）的角度看，事务是不可再分的
原子工作。 从系统的角度看，事务是完成某件原子工作的程序的一
次执行。它要么全部成功地完成；要么全部不完成，对数据 库毫无影响。（nothing or all）原则。 事务必须以Commit/Rollback结束。
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4.1.2 事务的性质
对数据库的访问是建立在读和写两个操作的基础上。 read(X)：从数据库传送数据项X到事务的工作区。 write(X)：从事务的工作区中将数据项X写回数据库。
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4.1.2 事务的性质
举例： 银行转帐：事务Ti从帐户A过户100￥到帐户B。 T: read(A); A=A-100; write(A); read(B) B=B+100; write(B); read(X)：从数据库传送数据项X到事务的工作区。 write(X)：从事务的工作区中将数据项X写回数据库。
由DBMS的事务管理子系统完成。
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4.1.2 事务的性质
（2）一致性（Consistency） 独立运行的事务，必须保证数据库的一致状态， 即数据不会因为事务的执行而遭到破坏。 数据库的一致性状态有编写事务的程序员来负责，也可
以有系统测试完整性约束来自动完成。 由DBMS的完整性子系统完成。
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4.1.2 事务的性质
1.数据库系统中可能发生的故障 (1)事务故障
非预期的事务故障 事务由于某些内部条件无法继续正常执行
如：非法输入、找不到数据、出错等
可预期的事务故障 应用程序可以发现的事务故障
该事务可在以后的某个时间重新执行。 19
此时数据库中的数据处于非一致状态
4.2.1 故障类型
4.2 数据库的故障与恢复
4.2.1 故障类型 4.2.2 恢复的基本原则和实现方法 4.2.3 SQL中的恢复操作
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4.2.1 故障类型
在运行数据库系统时，可能回出现各种各样的故障。发 生故障时，可能丢失数据库中的数据。DBMS的恢复管 理子系统采取一系列措施，保证在任何情况下保持事务 的原子性和持久性，确保数据不被破坏。
查点。
（4）在一个维护操作请求之后且执行之前检查完整性。
（5）在数据库管理员或审计员发出检查请求时检查完整
性。
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4.1.4 更新事务的执行与恢复
2．更新事务的恢复 （1）从活动状态转入失败状态的恢复 （2）从局部提交状态转入失败状态的恢复。 这种对事务操作的撤销也称为回滚（ROLLBACK）。
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活动 状态
局部提交 状态
提交 状态
失败 状态
中止 状态
事务状态图
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4.1.3 事务的状态
（1）活动状态（Active）。 （2）局部提交状态（Partially Committed）。 （3）失败状态（Failed）。 （4）中止状态（Aborted）。 （5）提交状态（Committed）。
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事务可以是一个包含有对数据库进行各种操作的一个完 整的用户程序（长事务），也可以是只包含一个更新操作 （插入、修改、删除）的短事务。
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4.1.1 事务
SQL中事务的定义 事务以Begin transaction 开始，以Commit work或
Rollback work结束。 Commit work表示提交，事务正常结束。 Rollback work表示事务非正常开始时状态。
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练习：
1.DBMS的并发控制子系统，保证了事务(
)的
实现。
2.事务的独立执行不会破坏DB的完整性，称为 ()
3.DBMS中实现事务持久性的子系统是：
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1.隔离性 2.事务的一致性 3.DBMS恢复管理子系统
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一个事务从开始到成功地完成或者因故中止，中间可能经 历不同的状态。
4.1.3 事务的状态