數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)

1、第1010章數(shù)據(jù)庫恢復(fù)技術(shù)1試述事務(wù)的概念及事務(wù)的4個特性。答：事務(wù)是用戶定義的一個數(shù)據(jù)庫操作序列，這些操作要么全做要么全不做，是一個不可分割的工作單位。事務(wù)具有4個特性：原子性（AtomicityAtomicity）、一致性（consistencyconsistency）、隔離性(IsolationIsolation）和持續(xù)性（DurabilityDurability）。這4個特性也簡稱為ACIDACID特性。原子性：事務(wù)是數(shù)據(jù)庫的邏

2、輯工作單位，事務(wù)中包括的諸操作要么都做，要么都不做。一致性：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。隔離性：一個事務(wù)的執(zhí)行不能被其他事務(wù)干擾。即一個事務(wù)內(nèi)部的操作及使用的數(shù)據(jù)對其他并發(fā)事務(wù)是隔離的，并發(fā)執(zhí)行的各個事務(wù)之間不能互相干擾。持續(xù)性：持續(xù)性也稱永久性（PerfnanencePerfnanence)，指一個事務(wù)一旦提交，它對數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的改變就應(yīng)該是永久性的。接下來的其他操作或故障不應(yīng)該對其執(zhí)行結(jié)果有任何

3、影響。2為什么事務(wù)非正常結(jié)束時會影響數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的正確性，請列舉一例說明之。答：事務(wù)執(zhí)行的結(jié)果必須是使數(shù)據(jù)庫從一個一致性狀態(tài)變到另一個一致性狀態(tài)。如果數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)運行中發(fā)生故障，有些事務(wù)尚未完成就被迫中斷，這些未完成事務(wù)對數(shù)據(jù)庫所做的修改有一部分已寫入物理數(shù)據(jù)庫，這時數(shù)據(jù)庫就處于一種不正確的狀態(tài)，或者說是不一致的狀態(tài)。例如某工廠的庫存管理系統(tǒng)中，要把數(shù)量為Q的某種零件從倉庫1移到倉庫2存放。則可以定義一個事務(wù)TT包括兩個操作；QlQl=Ql

4、Ql一QQ2=Q2=Q2Q2Q。如果T非正常終止時只做了第一個操作，則數(shù)據(jù)庫就處于不一致性狀態(tài)，庫存量無緣無故少了Q。3數(shù)據(jù)庫中為什么要有恢復(fù)子系統(tǒng)？它的功能是什么？答：因為計算機(jī)系統(tǒng)中硬件的故障、軟件的錯誤、操作員的失誤以及惡意的破壞是不可避免的，這些故障輕則造成運行事務(wù)非正常中斷，影響數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的正確性，重則破壞數(shù)據(jù)庫，使數(shù)據(jù)庫中全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失，因此必須要有恢復(fù)子系統(tǒng)。恢復(fù)子系統(tǒng)的功能是：把數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復(fù)到某一已知的正確

5、狀態(tài)（亦稱為一致狀態(tài)或完整狀態(tài)）。4數(shù)據(jù)庫運行中可能產(chǎn)生的故障有哪幾類？哪些故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行？哪些故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)？答：數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中可能發(fā)生各種各樣的故障，大致可以分以下幾類：（1）事務(wù)內(nèi)部的故障；（2）系統(tǒng)故障；（3）介質(zhì)故障；（4）計算機(jī)病毒。事務(wù)故障、系統(tǒng)故障和介質(zhì)故障影響事務(wù)的正常執(zhí)行；介質(zhì)故障和計算機(jī)病毒破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。5數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)有哪些？答：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登錄日志文件是數(shù)據(jù)庫恢復(fù)的基本技術(shù)。當(dāng)系統(tǒng)運行過程中發(fā)生

6、故障，利用轉(zhuǎn)儲的數(shù)據(jù)庫后備副本和日志文件就可以將數(shù)據(jù)庫恢復(fù)到故障前的某個一致性狀態(tài)。系統(tǒng)的恢復(fù)步驟是：（1）正向掃描日志文件，找出在故障發(fā)生前已經(jīng)提交的事務(wù)隊列（REDOREDO隊列）和未完成的事務(wù)隊列（uNDOuNDO隊列）。（2）對撤銷隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行UNDOUNDO處理。進(jìn)行UNDOUNDO處理的方法是，反向掃描日志文件，對每個UNDOUNDO事務(wù)的更新操作執(zhí)行逆操作，即將日志記錄中“更新前的值”BefeBefeImageIm

7、age）寫入數(shù)據(jù)庫。(3）對重做隊列中的各個事務(wù)進(jìn)行REDOREDO處理。進(jìn)行REDOREDO處理的方法是：正向掃描日志文件，對每個REDOREDO事務(wù)重新執(zhí)行日志文件登記的操作。即將日志記錄中“更新后的值”AfteAfteImageImage）寫入數(shù)據(jù)庫。介質(zhì)故障的恢復(fù)：介質(zhì)故障是最嚴(yán)重的一種故障。恢復(fù)方法是重裝數(shù)據(jù)庫，然后重做已完成的事務(wù)。具體過程是：(1)DBADBA裝入最新的數(shù)據(jù)庫后備副本（離故障發(fā)生時刻最近的轉(zhuǎn)儲副本）使數(shù)據(jù)庫

8、恢復(fù)到轉(zhuǎn)儲時的一致性狀態(tài)；(2)DBADBA裝入轉(zhuǎn)儲結(jié)束時刻的日志文件副本；(3)DBADBA啟動系統(tǒng)恢復(fù)命令，由DBMSDBMS完成恢復(fù)功能，即重做已完成的事務(wù)。1010什么是檢查點記錄？檢查點記錄包括哪些內(nèi)容？答：檢查點記錄是一類新的日志記錄。它的內(nèi)容包括：①建立檢查點時刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單②這些事務(wù)的最近一個日志記錄的地址。1111具有檢查點的恢復(fù)技術(shù)有什么優(yōu)點？試舉一個具體的例子加以說明。答答：利用日志技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫恢復(fù)時，

9、恢復(fù)子系統(tǒng)必須搜索日志，確定哪些事務(wù)需要REDOREDO，哪些事務(wù)需要uNDOuNDO。一般來說，需要檢查所有日志記錄。這樣做有兩個問題：一是搜索整個日志將耗費大量的時間；二是很多需要REDOREDO處理的事務(wù)實際上已經(jīng)將它們的更新操作結(jié)果寫到數(shù)據(jù)庫中了，恢復(fù)子系統(tǒng)又重新執(zhí)行了這些操作，浪費了大量時間。檢查點技術(shù)就是為了解決這些問題。在采用檢查點技術(shù)之前，恢復(fù)時需要從頭掃描日志文件，而利用檢查點技術(shù)只需要從T。開始掃描日志，這就縮短了掃

10、描日志的時間。事務(wù)TlTl的更新操作實際上已經(jīng)寫到數(shù)據(jù)庫中了，進(jìn)行恢復(fù)時沒有必要再REDOREDO處理，采用檢查點技術(shù)做到了這一點。1212試述使用檢查點方法進(jìn)行恢復(fù)的步驟。答：（1）從重新開始文件（見第1111題的圖）中找到最后一個檢查點記錄在日志文件中的地址，由該地址在日志文件中找到最后一個檢查點記錄。（2）由該檢查點記錄得到檢查點建立時刻所有正在執(zhí)行的事務(wù)清單ACTIVEACTIVE一LISTLIST。這里建立兩個事務(wù)隊列：1)U

11、NDOUNDO一LISTLIST：需要執(zhí)行undoundo操作的事務(wù)集合；2)REDOREDO一LISTLIST：需要執(zhí)行redoredo操作的事務(wù)集合。把ACTIVEACTIVE一LISTLIST暫時放入UNDOUNDO一LISTLIST隊列，REDOREDO隊列暫為空。3）從檢查點開始正向掃描日志文件：①如有新開始的事務(wù)T，把T＊暫時放入uNDOuNDO一LlsTLlsT隊列；②如有提交的事務(wù)毛，把毛從UNDOUNDO一LISTLI