第七周数据库恢复技术
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第七周数据库恢复技术
数据库设计概述
1. 什么是数据库设计
• 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据 库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储、 管理数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求 ）
• 在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据 库应用系统
如：教务管理系统 题库管理系统 工资管理系统 人事管理系统 考勤管理系统 医院信息管理系统 电子病历
第七周数据库恢复技术
7.1 事务的基源自文库概念
一、什么是事务 二、如何定义事务 三、事务的特性
第七周数据库恢复技术
一、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
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
T1的修改被T2覆盖了！
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
第七周数据库恢复技术
4. 持续性
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。
第七周数据库恢复技术
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
一、事务故障
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
功能分析 功能设计 事务设计 应用程序设计 调试运行
运行和维护
第七周数据库恢复技术
数据库设计的全过程
数据库设计概述
数据库设计的基本步骤
需求分析阶段 概念结构设计阶段 逻辑结构设计阶段 物理结构设计阶段 数据库实施阶段 数据库运行和维护阶段
了解和分析用户需求
对需求分析所得到数据的进 行综合、归纳,，形成概念模 型
第七周数据库恢复技术
数据库设计概述
2 数据库设计的内容 数据库设计包括数据库的结构设计和数据库的行 为设计两方面的内容。 数据库的结构设计————静态模型设计 数据库的行为设计————动态模型设计
第七周数据库恢复技术
数据库设计概述
现实世界
数据分析 概念模型设计 逻辑数据库设计 物理数据库设计 加载数据库
事务的特性 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
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
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
第七周数据库恢复技术
数据库恢复概述（续） 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
将概念模型所描述的数据映射 为某个特定的DBMS支持的数据 模型
确定存储结构和存取方法
设计人员利用DBMS提供的数据 语言和数据库开发工具，建立 数据库，编制应用程序，组织 数据入库，并进行试运行
第七周数据库恢复技术
数据库恢复技术
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
2. 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
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
第七周数据库恢复技术
一致性与原子性
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
这两个操作要么全做，要么全不做
数据库设计
第七周数据库恢复技术
期中测试题
1.数据模型分为( ）和（ ）、（ ）。 2.数据库系统的三种模式：（ ）、（ ）、（ ）及两级影射为：（ ）和（ ） 3.E-R图是由（ ）、（ ）和（ ）这3个基本要素组成的。 4.关系模式的三类完整性约束条件分别是（ ）、（ ）和（）。 5.实体联系模型中三种联系是（ ）、（ ）、（ ）; 简答题 假设教学管理规定： ①一个学生可选修多门课，一门课有若干学生选修；②一个教师可讲授多门课，一门 课只有一个教师讲授； ③一个学生选修一门课，仅有一个成绩。 学生的属性有学号、学生姓名；教师的属 性有教师编号，教师姓名；课程的属性有课程号、课程名。 要求：根据上述语义画出ER图，要求在图中画出实体的属性并注明联系的类型；
• 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。
A
B
A=A-1
B=B+1
第七周数据库恢复技术
3. 隔离性 对并发执行而言 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
第七周数据库恢复技术
事务是恢复和并发控制的基本单位
第七周数据库恢复技术
三、事务的特性(ACID特性)
事务的ACID特性：
原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ）
第七周数据库恢复技术
1. 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
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 。。。。
第七周数据库恢复技术
二、系统故障
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
第七周数据库恢复技术
系统故障的常见原因
数据库设计概述
1. 什么是数据库设计
• 数据库设计是指对于一个给定的应用环境，构造最优的数据 库模式，建立数据库及其应用系统，使之能够有效地存储、 管理数据，满足各种用户的应用需求（信息要求和处理要求 ）
• 在数据库领域内，常常把使用数据库的各类系统统称为数据 库应用系统
如：教务管理系统 题库管理系统 工资管理系统 人事管理系统 考勤管理系统 医院信息管理系统 电子病历
第七周数据库恢复技术
7.1 事务的基源自文库概念
一、什么是事务 二、如何定义事务 三、事务的特性
第七周数据库恢复技术
一、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
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
T1的修改被T2覆盖了！
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
第七周数据库恢复技术
4. 持续性
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。
第七周数据库恢复技术
恢复技术是衡量系统优劣的重要指标
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
一、事务故障
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
功能分析 功能设计 事务设计 应用程序设计 调试运行
运行和维护
第七周数据库恢复技术
数据库设计的全过程
数据库设计概述
数据库设计的基本步骤
需求分析阶段 概念结构设计阶段 逻辑结构设计阶段 物理结构设计阶段 数据库实施阶段 数据库运行和维护阶段
了解和分析用户需求
对需求分析所得到数据的进 行综合、归纳,，形成概念模 型
第七周数据库恢复技术
数据库设计概述
2 数据库设计的内容 数据库设计包括数据库的结构设计和数据库的行 为设计两方面的内容。 数据库的结构设计————静态模型设计 数据库的行为设计————动态模型设计
第七周数据库恢复技术
数据库设计概述
现实世界
数据分析 概念模型设计 逻辑数据库设计 物理数据库设计 加载数据库
事务的特性 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
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
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
第七周数据库恢复技术
数据库恢复概述（续） 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
将概念模型所描述的数据映射 为某个特定的DBMS支持的数据 模型
确定存储结构和存取方法
设计人员利用DBMS提供的数据 语言和数据库开发工具，建立 数据库，编制应用程序，组织 数据入库，并进行试运行
第七周数据库恢复技术
数据库恢复技术
第七周数据库恢复技术
第七章 数据库恢复技术 7.1 事务的基本概念 7.2 数据库恢复概述 7.3 故障的种类 7.4 恢复的实现技术 7.5 恢复策略 7.6 数据库镜像
第七周数据库恢复技术
2. 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
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
第七周数据库恢复技术
一致性与原子性
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
这两个操作要么全做，要么全不做
数据库设计
第七周数据库恢复技术
期中测试题
1.数据模型分为( ）和（ ）、（ ）。 2.数据库系统的三种模式：（ ）、（ ）、（ ）及两级影射为：（ ）和（ ） 3.E-R图是由（ ）、（ ）和（ ）这3个基本要素组成的。 4.关系模式的三类完整性约束条件分别是（ ）、（ ）和（）。 5.实体联系模型中三种联系是（ ）、（ ）、（ ）; 简答题 假设教学管理规定： ①一个学生可选修多门课，一门课有若干学生选修；②一个教师可讲授多门课，一门 课只有一个教师讲授； ③一个学生选修一门课，仅有一个成绩。 学生的属性有学号、学生姓名；教师的属 性有教师编号，教师姓名；课程的属性有课程号、课程名。 要求：根据上述语义画出ER图，要求在图中画出实体的属性并注明联系的类型；
• 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。
A
B
A=A-1
B=B+1
第七周数据库恢复技术
3. 隔离性 对并发执行而言 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
第七周数据库恢复技术
事务是恢复和并发控制的基本单位
第七周数据库恢复技术
三、事务的特性(ACID特性)
事务的ACID特性：
原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ）
第七周数据库恢复技术
1. 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
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 。。。。
第七周数据库恢复技术
二、系统故障
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
第七周数据库恢复技术
系统故障的常见原因