数据库系统.ppt
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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
16
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，这时需要强行回滚 （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。
3
书证编号
姓名
书籍编号
书名
读者
借阅
图书
借书日期
还书日期
4
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。
5
事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果 用户没有显式地定义事务，则由DBMS按照缺省 规定自动划分事务。在SQL语言中，定义事务 的语句有三条：
[例1]并发取款操作。假设存款余额R=1000元，甲事务T1取走存款100 元，乙事务T2取走存款200元，如果正常操作，即甲事务T1执行完 毕再执行乙事务T2，存款余额更新后应该是700元。但是如果按照 如下顺序操作，则会有不同的结果：
24
因此，为了充分利用数据库资源，很多时候数 据库用户都是对数据库系统并行存取数据，这 样就会发生多个用户并发存取同一数据块的情 况，如果对并发操作不加控制可能会产生不正 确的数据，破坏数据的完整性，并发控制就是 解决这类问题，以保持数据库中数据的一致性， 即在任何一个时刻数据库都将以相同的形式给 用户提供数据。
13
数据库恢复
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
14
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。
15
故障的种类
事务故障 什么是事务故障
7
事务的特征
原子性（Atomicity） 一个事务是一个不可分割的工作单位，事务在
执行时，应该遵守“要么不做，要么全做” （nothing or all）的原则，即不允许事务部 分的完成。 即使因为故障而使事务未能完成，它执行的部 分结果要被取消。
8
一致性（Consistency） 事务对数据库的作用必须是数据库从一个一致
状态转变到另一个一致状态。 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
9
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，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。
介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破 坏性大得多。
20
介质故障的常见原因
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
21
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 提交的结果重新记入数据库
22
恢复操作的基本原理
25
并发控制（续）
(2)交叉并发方式（interleaved concurrency） 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交 叉运行 是单处理机系统中的并发方式，能够减少处理机的 空闲时间，提高系统的效率
26
并发所引起的问题 当同一数据库系统中有多个事务并发运行时，如果不加以适当控制， 可能产生数据的不一致性。
变就应该是持久的，即使数据库因故障而受到 破坏，DBMS也应该能够恢复。
12
事务上述四个性质的英文术语的第一个字母为 ACID。因此，这四个性质以称为事务的ACID准 则。
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
恢复操作的基本原理：冗余
利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数据库 中已被破坏或不正确的那部分数据
恢复的实现技术：复杂
一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部 代码的10%以上
23
并发控制概述
数据库并发性的含义
完整性是保证各个事务本身能得到正确的数据， 只考虑一个用户使用数据库的情况，但实际上数据库 中有许多用户。
BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK
BEGIN TRANSACTION表示事务的开始；
6
COMMIT 事务正常结束 提交事务的所有操作（读+更新） 事务中所有对数据库的更新永久生效
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，回滚事务的 所有更新操作 事务回滚到开始时的状态
数据库系统
第11讲
1
例 ：某单位有一资料室，它管理的数据有读者信息、 图书信息、借阅信息。 读者信息：书证编号，姓名，性别，所在部门，职 称，家庭住址，联系电话，办证日期
2
图书信息：书籍编号，书名，分类编号，作者姓 名，出版社名称，出版日期，书籍页数，登记日 期等； 借阅信息：书证编号，图书编号，借出日期，还 书日期等
可见事务的一致性与原子性是密切相关的。
10
．隔离性（Isolation） 如果多个事务并发地执行，应像各个事务独立
执行一样，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并发的 其他事务是隔离的。 并发控制就是为了保证事务间的隔离性。
11
持久性（Durability） 指Байду номын сангаас个事务一旦提交，它对数据库中数据的改
事务故障的恢复操作称为：事务撤消（UNDO）
17
系统故障
什么是系统故障
系统故障是指造成系统停止运转的任何事 件，使得系统要重新启动。
18
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;
19
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；
每个用户在存取数据库中的数据时，可能是串行 执行，即每个时刻只有一个用户程序运行，也可能是 多个用户并行地存取数据库。
数据库的最大特点之一就是数据资源是共享的， 串行执行意味着一个用户在运行程序时，其他用户程 序必须等到这个用户程序结束才能对数据库进行存取， 这样如果一个用户程序涉及大量数据的输入/输出交 换，则数据库系统的大部分时间将处于闲置状态。
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
16
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，这时需要强行回滚 （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。
3
书证编号
姓名
书籍编号
书名
读者
借阅
图书
借书日期
还书日期
4
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。
5
事务的开始与结束可以由用户显式控制。如果 用户没有显式地定义事务，则由DBMS按照缺省 规定自动划分事务。在SQL语言中，定义事务 的语句有三条：
[例1]并发取款操作。假设存款余额R=1000元，甲事务T1取走存款100 元，乙事务T2取走存款200元，如果正常操作，即甲事务T1执行完 毕再执行乙事务T2，存款余额更新后应该是700元。但是如果按照 如下顺序操作，则会有不同的结果：
24
因此，为了充分利用数据库资源，很多时候数 据库用户都是对数据库系统并行存取数据，这 样就会发生多个用户并发存取同一数据块的情 况，如果对并发操作不加控制可能会产生不正 确的数据，破坏数据的完整性，并发控制就是 解决这类问题，以保持数据库中数据的一致性， 即在任何一个时刻数据库都将以相同的形式给 用户提供数据。
13
数据库恢复
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
14
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。
15
故障的种类
事务故障 什么是事务故障
7
事务的特征
原子性（Atomicity） 一个事务是一个不可分割的工作单位，事务在
执行时，应该遵守“要么不做，要么全做” （nothing or all）的原则，即不允许事务部 分的完成。 即使因为故障而使事务未能完成，它执行的部 分结果要被取消。
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一致性（Consistency） 事务对数据库的作用必须是数据库从一个一致
状态转变到另一个一致状态。 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
9
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，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。
介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破 坏性大得多。
20
介质故障的常见原因
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
21
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 提交的结果重新记入数据库
22
恢复操作的基本原理
25
并发控制（续）
(2)交叉并发方式（interleaved concurrency） 事务的并行执行是这些并行事务的并行操作轮流交 叉运行 是单处理机系统中的并发方式，能够减少处理机的 空闲时间，提高系统的效率
26
并发所引起的问题 当同一数据库系统中有多个事务并发运行时，如果不加以适当控制， 可能产生数据的不一致性。
变就应该是持久的，即使数据库因故障而受到 破坏，DBMS也应该能够恢复。
12
事务上述四个性质的英文术语的第一个字母为 ACID。因此，这四个性质以称为事务的ACID准 则。
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
恢复操作的基本原理：冗余
利用存储在系统其它地方的冗余数据来重建数据库 中已被破坏或不正确的那部分数据
恢复的实现技术：复杂
一个大型数据库产品，恢复子系统的代码要占全部 代码的10%以上
23
并发控制概述
数据库并发性的含义
完整性是保证各个事务本身能得到正确的数据， 只考虑一个用户使用数据库的情况，但实际上数据库 中有许多用户。
BEGIN TRANSACTION COMMIT ROLLBACK
BEGIN TRANSACTION表示事务的开始；
6
COMMIT 事务正常结束 提交事务的所有操作（读+更新） 事务中所有对数据库的更新永久生效
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，回滚事务的 所有更新操作 事务回滚到开始时的状态
数据库系统
第11讲
1
例 ：某单位有一资料室，它管理的数据有读者信息、 图书信息、借阅信息。 读者信息：书证编号，姓名，性别，所在部门，职 称，家庭住址，联系电话，办证日期
2
图书信息：书籍编号，书名，分类编号，作者姓 名，出版社名称，出版日期，书籍页数，登记日 期等； 借阅信息：书证编号，图书编号，借出日期，还 书日期等
可见事务的一致性与原子性是密切相关的。
10
．隔离性（Isolation） 如果多个事务并发地执行，应像各个事务独立
执行一样，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并发的 其他事务是隔离的。 并发控制就是为了保证事务间的隔离性。
11
持久性（Durability） 指Байду номын сангаас个事务一旦提交，它对数据库中数据的改
事务故障的恢复操作称为：事务撤消（UNDO）
17
系统故障
什么是系统故障
系统故障是指造成系统停止运转的任何事 件，使得系统要重新启动。
18
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;
19
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；
每个用户在存取数据库中的数据时，可能是串行 执行，即每个时刻只有一个用户程序运行，也可能是 多个用户并行地存取数据库。
数据库的最大特点之一就是数据资源是共享的， 串行执行意味着一个用户在运行程序时，其他用户程 序必须等到这个用户程序结束才能对数据库进行存取， 这样如果一个用户程序涉及大量数据的输入/输出交 换，则数据库系统的大部分时间将处于闲置状态。