第7篇 系统实现技术.ppt

第七章 系统实现技术 本章重要概念（一） （1）系统目录及其和DBMS各子系统的联系。 （2）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。 （3）存储器类型，稳定存储器的实现，数据传送过程。 （4）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。 本章重要概念（二） （5）并发操作带来的三个问题，X锁、PX协议、PXC协议，S锁、PS协议、PSC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，两段封锁法，SQL中事务的存取模式和隔离级别。 （6）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。 （7）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。 主要内容和学习要求 7.1 系统目录 （理解） 7.2 事务 （综合应用） 7.3 数据库的恢复 （理解） 7.4 数据库的并发控制 （了解） 7.5 并发事务的可串行化和可恢复性（了解） 7.6 数据库的完整性（理解） 7.7 数据库的安全性（理解） 小结 系统目录 什么是系统目录 系统目录的重要性 系统目录的内容 元数据 RDBMS系统目录的存储内容 关系名，属性名，属性域（数据类型） 各种约束，主键，辅助键，外键，空值/非空值 视图的外部级描述，存储结构和索引的内部级描述 安全性和授权规则 数据完整性规则 注意：这些数据都以表格的形式存在 某些RDBMS的系统目录内容 系统目录的扩充ER图 系统目录和DBMS各子系统的联系 主要内容 7.1 系统目录 7.2 事务 7.3 数据库的恢复 7.4 数据库的并发控制 7.5 并发事务的可串行化和可恢复性 7.6 数据库的完整性 7.7 数据库的安全性 小结 事务 定义 事务(transaction)是构成单一逻辑工作单元的操作集合 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 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 例子：事务及其性质 问题：设银行数据库中有一转账事务T，从账号A转一笔款子（$50）到账号B。 相应的事务： T：read（A）； A:=A–50； write（A）； read（B）； B:=B + 50； write（B）. 原子性（A,B同时被修改或同时保持原值） 一致性（A+B的值不变） 隔离性 持久性 事务提交和事务撤销 事务的所有操作都完成了，则事务提交(COMMIT)，否则事务撤销(ROLLBACK) BEGIN TRANSACTION标志事务开始执行 BEGIN TRANSACTION和COMMIT或ROLLBACK一起保证了事务的四个性质 对数据库访问的两个基本操作：读和写，但完成写操作后，数据可能暂时放在内存中，而非直接写进数据库。 主要内容 7.1 系统目录 7.2 事务 7.3 数据库的恢复 7.4 数据库的并发控制 7.5 并发事务的可串行化和可恢复性 7.6 数据库的完整性 7.7 数据库的安全性 小结 存储器类型 易失性存储器（volatile storage） 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。 稳定存储器的实现 数据备份 数据银行 块和块的操作 块、物理块和缓冲块 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 数据访问 恢复和原子性的联系 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。 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