数据库系统教程——施伯乐第三版7PPT课件

（6）安全性的定义、级别，权限，SQL中的 安全性机制，几种常用的安全性措施，自然环境 的安全性。
3
第7章 系统实现技术
7.1 事务 7.2 数据库的恢复 7.3 数据库的并发控制 7.4 数据库的完整性 7.5 数据库的安全性 7.6 小结
4
7.1 事务
7.1.1 事务的定义 7.1.2 事务的ACID性质 7.1.3 事务的状态变迁图
if(A＜0)ROLLBACK； else {read（B）；
B:=B + 50；
B:=B+50；
write（B）.
write（B）；
COMMIT；}
7
7.1.1 事务的定义(3)
对数据库的访问是建立在读和写两个操作的 基础上的：
read（X）：把数据X，从磁盘的数据库中读到 内存的缓冲区中。
write（X）：把数据X，从内存缓冲区中写回 磁盘的数据库。
在系统运行时，write操作未必导致数据立即 写回磁盘，很可能先暂存在内存缓冲区中，稍 后再写回磁盘。这件事情是DBMS实现时必须注 意的问题。
8
7.1.2 事务的ACID性质
性质
原子性(Atomicity):事务是一个不可分割 的工作单元。
一致性(Consistency):即数据不会应事务 的执行而遭受破坏。
2
本章重要概念(2)
（4）并发操作带来的三个问题，X锁、S锁、使 用X锁和S锁的操作，封锁协议，活锁、饿死和 死锁，并发调度、串行调度、并发调度的可串行 化，SQL中事务的存取模式和隔离级别，基于时 标的并发控制。
（5）完整性的定义，完整性子系统的功能，完 整性规则的组成。SQL中的三大类完整性约束， SQL3中的触发器技术。
6
7.1.1 事务的定义(2)
例7.1 设银行数据库 组织成如下事务：
中有一转账事务T，从 T： BEGIN RANSACTION；
账号A转一笔款子（$50） 到账号B，其操作如下：
read（A）；
T：read（A）；
A:=A-50；
A:=A–50；
write（A）；
write（A）； read（B）；
异常中止状态
图7.1 事务的状态变迁图
10
7.2 数据库的恢复
7.2.1 存储器结构 7.2.2 恢复的基本原则和实现方法 7.2.3 故障类型和恢复方法 7.2.4 检查点技术 7.2.5 SQL对事务的支持
11
7.2.1 存储器结构(1)
1.存储器类型 易失性存储器（volatile storage）
COMMIT语句表示事务执行成功地结束（提交），此 时告诉系统，数据库要进入一个新的正确状态，该事 务对数据库的所有更新都已交付实施（写入磁盘）。
ROLLBACK语句表示事务执行不成功地结束（应该 “回退”），此时告诉系统，已发生错误，数据库可 能处在不正确的状态，该事务对数据库的所有更新必 须被撤消，数据库应恢复该事务到初始状态。
磁盘
请求
开
read(X)
始
write(X) X
分配 事务工作区
系统
扫描内存
磁盘缓冲区
14
7.2.1 存储器结构(4)
4. 恢复和原子性的联系
假设没有事 务的原子性， 那么重新启 动事务时， 要么A因为 再执行一遍 而为1800， 要么B因从 未执行而保
持原值。
银行转账系统 A=2000 B=1000
块的操作
input（A）：把物理 块A的内容传送到内 存的缓冲块中。
Output（B）：把缓 冲块B的内容传送到 磁盘中恰当的物理块 中
input(A)
A
output(B)
B
B
内存
磁盘
图7.2 块操作
13
事务
7.2.1
存储器结构(3)
包含x的块 Bx存在， read(X)
xi
包含x的块 Bx存在， input(B)
隔离性(Isolation):在多个事务并发执行 时，系统应保证与这些事务先后单独执行 时的结果一样。
持久性(Durability):一个事务一旦完成全 部操作后，它对数据库的所有更新应永久 地反映在数据库中。
9
7.1.3 事务的状态变迁图
READ/WRITE
活动状态
局部提交 状态
提交状态
失败状态
output(A)
事务 A=A-100 B=B+100
output(B)
断电或其 他故障
15
7.2.2恢复的基本原则和实现方法
基本原则 ：“冗余”，即数据库重复存储。 具体实现方法
平时做好两件事：转储和建立日志
周期地（比如一天一次）对整个数据库进行拷贝，转储 到另一个磁盘或磁带一类存储介质中。
5
7.1.1 事务的定义(1)
定义7.1 事务（transaction）是构成单一逻辑工 作单元的操作集合，要么完整地执行，要么完全不执 行。不论发生何种情况，DBS必须保证事务能正确、 完整地执行。
在程序中，事务以BEGIN TRANSACTION语句开始， 以COMMIT语句或ROLLBACK语句结束。
第7章 系统实现技术
1
本章重要概念(1)
（1）事务的定义，COMMIT和ROLLBACK的 语 义 ， 事 务 的 ACID 性 质 ， 事 务 的 状 态 变迁图。
（2）存储ห้องสมุดไป่ตู้类型，稳定存储器的实现，数据传 送过程。
（3）恢复的定义、基本原则和实现方法， 故障的类型，检查点技术，REDO和 UNDO操作，运行记录优先原则。
16
7.2.3 故障类型和恢复方法(1)
1.事务故障 可以预期的事务故障，如存款余额透支等 非预期事务故障，如运算溢出、数据错误、 死锁等 2.系统故障：硬件故障、软件错误或掉电等 重新启动时，具体处理分两种情况考虑。 对未完成事务作UNDO处理； 对已提交事务但更新还留在缓冲区的事务 进行REDO处理。
内存、cache存储器 非易失性存储器（nonvolatile storage）
磁盘和磁带 稳定存储器（stable storage）
这是一个理论上的概念。存储在稳定存储器中 的信息是决不会丢失的。
2.稳定存储器的实现 数据备份 数据银行
12
7.2.1 存储器结构(2)
3. 数据访问
块、物理块和缓冲块
建立日志数据库。记录事务的开始、结束及数据每一次 插入、删除和修改前后的值，并写到“日志”库中。
一旦发生数据库故障，分两种情况进行处理
如果数据库已被破坏，则装入last数据库备份，再利用 日志库将这两个数据库状态之间的所有更新重新做一遍。
如果数据库未被破坏，但某些数据不可靠，则撤消所有 不可靠的修改，把数据库恢复到正确的状态。