《數(shù)據(jù)庫原理》作業(yè)參考答案2

第七次( P261)1試述事務的概念和事務的四個特性。答：事務是由一系列操作序列構(gòu)成的程序執(zhí)行單元，這些操作要么都做，要么都不做，是一個不可分割的工作單位。事務的四個特性： ACID原子性(Atomicity) ：事務中包含的所有操作要么全做，要么全不做。原子性由恢復機制實現(xiàn)。一致性(Consistency) ：事務的隔離執(zhí)行必須保證數(shù)據(jù)庫的一致性。事務開始前，數(shù)據(jù)庫處于一致性的狀態(tài)；事務結(jié)束后，數(shù)據(jù)庫必須仍處于一致性狀態(tài)。數(shù)據(jù)庫的一致性狀態(tài)由用戶來負責。隔離性(Isolation):系統(tǒng)必須保證事務不受其它并發(fā)執(zhí)行事務的影響。對任何一對事務T1 , T2,在T1看來,T2 要么在 T1 開始之前已經(jīng)結(jié)束，要么在T1 完成之后再開始執(zhí)行。 隔離性通過并發(fā)控制機制實現(xiàn)。持久性 (Durability) ：一個事務一旦提交之后，它對數(shù)據(jù)庫的影響必須是永久的，即使系統(tǒng)出現(xiàn)故 障時也如此。系統(tǒng)發(fā)生故障不能改變事務的持久性。持久性通過恢復機制實現(xiàn)。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)庫運行中可能產(chǎn)生三種故障：事務故障：違反完整性約束引起事務夭折；系統(tǒng)故障：軟硬件錯誤斷電引起事務夭折；介質(zhì)故障：磁盤損壞部分或全部數(shù)據(jù)丟失。事務故障和系統(tǒng)故障影響事務的正常執(zhí)行，介質(zhì)故障破壞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)。5數(shù)據(jù)庫恢復的基本技術(shù)有哪些？答： 恢復是把數(shù)據(jù)庫從錯誤狀態(tài)恢復到某一正確狀態(tài)的功能， 從而確保數(shù)據(jù)庫的一致性?；謴偷幕驹硎侨哂?， 即數(shù)據(jù)庫中任一部分的數(shù)據(jù)可以根據(jù)存儲在系統(tǒng)別處的冗余數(shù)據(jù)來重建。 恢復的基本技術(shù)：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲和登記日志文件。6數(shù)據(jù)庫轉(zhuǎn)儲的意義是什么？試比較各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲方法。答：轉(zhuǎn)儲即 DBA 定期將整個數(shù)據(jù)庫復制到另一個磁盤上保存起來的過程，這些備用的數(shù)據(jù)文本稱為 后備副本或后援副本。當數(shù)據(jù)庫遭到破壞后可將后備副本重新裝入，恢復到轉(zhuǎn)儲時狀態(tài)。轉(zhuǎn)儲分為靜態(tài)海量轉(zhuǎn)儲，靜態(tài)增量轉(zhuǎn)儲，動態(tài)海量轉(zhuǎn)儲，動態(tài)增量轉(zhuǎn)儲。7什么是日志文件？為什么要設立日志文件？答： 日志文件是用來記錄事務對數(shù)據(jù)庫的更新操作的文件， 由系統(tǒng)自動記錄。 不同數(shù)據(jù)庫采用的日志文件格式不一樣。設立日志文件的意義： 事務故障恢復和系統(tǒng)故障恢復必須用日志； 在動態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中必須轉(zhuǎn)存日志文件，由后援副本和日志結(jié)合有效恢復數(shù)據(jù)庫； 在靜態(tài)轉(zhuǎn)儲方式中， 利用日志文件可以恢復到故障前某一時刻的正確狀態(tài)。9針對不同故障，給出恢復的策略和方法。答：事物故障的恢復：利用日志文件撤消非正常終止的事務，事務故障發(fā)生后由系統(tǒng)自動完成。反向掃描日志，查找該事務的更新操作，執(zhí)行該更新操作的逆操作，繼續(xù)查找該事務其他更新操作，直到該事務的開始標記。系統(tǒng)故障的恢復：利用日志撤消未完成的事務，重做已經(jīng)完成的事務，重啟系統(tǒng)，由系統(tǒng)自動完成。從頭正向掃描日志文件，找出已經(jīng)有結(jié)束標志的事務，將其事務標記為重做( REDO )隊列；同時找出沒有結(jié)束的事務， 將其事務標記為撤消 ( UNDO ) 隊列。 正向掃描日志文件， 對于每一個REDO事務重新執(zhí)行。反向掃描日志文件，對于每一個UNDO 事務，執(zhí)行更新的逆操作。系統(tǒng)故障恢復的策略復雜，一般很耗時。介質(zhì)故障的恢復： 重新裝入最近的數(shù)據(jù)副本和有關(guān)的日志文件副本， 然后執(zhí)行系統(tǒng)提供的恢復命令。介質(zhì)故障的恢復需要由 DBA 介入，重裝數(shù)據(jù)庫。10 什么是檢查點記錄，檢查點記錄包括哪些內(nèi)容？答：系統(tǒng)周期性的執(zhí)行檢查點( checkpoint ) ，做如下操作：將內(nèi)存中所有日志記錄輸出到日志文件；將內(nèi)存中所有修改了的數(shù)據(jù)快輸出到數(shù)據(jù)文件；將一個日志記錄( checkpoint )輸出到日志文件，該日志記錄稱為檢查點記錄。 檢查點記錄的內(nèi)容： 建立檢查點時刻所正在執(zhí)行的事務清單； 這些事務最近一個日志記錄地址。12 使用檢查點方法進行恢復的步驟。答： 故障發(fā)生后， 檢查日志來確定最近的檢查點發(fā)生前開始執(zhí)行的最近的事務清單。 從日志尾部由后向前掃描日志，找到第一個(checkpoint)記錄，即日志文件中最后一個( checkpoint)記錄。由最后一個(checkpoint)記錄得到該檢查點發(fā)生時正在執(zhí)行的事務清單1。再掃描檢查點之后的日志記錄，得到事務清單2 。由事務清單1 和事務清單2 組成的事務清單，對不同事務采取不同的恢復策略。13 什么是數(shù)據(jù)庫鏡像？它有什么用途？答：根據(jù) DBA 要求 DBMS 自動把整個數(shù)據(jù)庫或其中的關(guān)鍵數(shù)據(jù)復制到另一個磁盤上，稱為鏡像。DBMS 自動保證鏡像數(shù)據(jù)與主數(shù)據(jù)的一致性。 鏡像可以自動恢復數(shù)據(jù)庫關(guān)鍵數(shù)據(jù)， 一旦出現(xiàn)介質(zhì)故障，可由鏡像磁盤繼續(xù)提供使用，同時 DBMS 自動利用鏡像磁盤數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)庫恢復。實際應用中，往 往只對關(guān)鍵數(shù)據(jù)和日志文件鏡像，而不對整個數(shù)據(jù)庫鏡像。