免费智能真题库 > 历年试卷 > 数据库系统工程师 > 2013年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
  第55题      
  知识点:   队列   事务   数据库系统故障种类
  关键词:   队列   故障        章/节:   事务管理       

 
事务的等待图中出现环,使得环中的所有事务都无法执行下去,这类故障属于(55);解决的办法是选择环中代价最小的事务进行撤销后,再将其置入事务队列稍后执行。假如选中事务T1,对T1撤销过程中需要对其进行(56)操作。
 
 
  A.  事务故障
 
  B.  系统故障
 
  C.  介质故障
 
  D.  病毒
 
 
 

 
  第53题    2017年上半年  
   51%
以下对数据库故障的描述中,不正确的是( )。
  第53题    2022年上半年  
   38%
数据库恢复的基础是()。
  第48题    2011年上半年  
   61%
系统故障的恢复(48)。
   知识点讲解    
   · 队列    · 事务    · 数据库系统故障种类
 
       队列
               队列的定义及基本运算
               队列是一种先进先出(FIFO)的线性表,它只允许在表的一端插入元素,而在表的另一端删除元素。在队列中,允许插入元素的一端称为队尾(rear),允许删除元素的一端称为队头(front)。
               队列的基本运算如下:
               ①初始化队列initQueue(Q):创建一个空的队列Q。
               ②判队空isEmpty(Q):当队列为空时返回“真”值,否则返回“假”值。
               ③入队enQueue(Q,x):将元素x加入到队列Q的队尾,并更新队尾指针。
               ④出队deQueue(Q):将队头元素从队列Q中删除,并更新队头指针。
               ⑤读队头元素frontQueUe(Q):返回队头元素的值,但不更新队头指针。
               队列的存储结构
               (1)队列的顺序存储。队列的顺序存储结构又称为顺序队列,它也是利用一组地址连续的存储单元存放队列中的元素。由于队中元素的插入和删除限定在表的两端进行,因此设置队头指针和队尾指针,分别指示出当前的队首元素和队尾元素。
               设顺序队列Q的容量为6,其队头指针为front,队尾指针为rear,头、尾指针和队列中元素之间的关系如下图所示。
               
               队列的头、尾指针与队列中元素之间的关系
               在顺序队列中,为了简化运算,元素入队时,只修改队尾指针;元素出队时,只修改队头指针。由于顺序队列的存储空间是提前设定的,因此队尾指针会有一个上限值,当队尾指针达到其上限时,就不能只通过修改队尾指针来实现新元素的入队操作了。此时,可将顺序队列假想成一个环状结构,如下图所示,称之为循环队列。
               
               循环队列的头、尾指针示意图
               设循环队列Q的容量为MAXSIZE,初始时队列为空,且Q.rear和Q.front都等于0,如下图(a)所示。元素入队时修改队尾指针,即令Q.rear=(Q.rear+1)% MAXSIZE,如下图(b)所示。元素出队时修改队头指针,即令Q.front=(Q.front+1)% MAXSIZE,如下图(c)所示。
               
               循环队列的头、尾指针示意图
               根据出队列操作的定义,当出队操作导致队列变为空时,有Q.rear==Q.front,如上图(d)所示;若队列满,则Q.rear==Q.front,如上图(e)所示。在队列空和队列满的情况下,循环队列的队头、队尾指针指向的位置是相同的,此时仅仅根据Q.rear和Q.front之间的关系无法断定队列的状态。为了区分队空和队满的情况,可采用两种处理方式:其一是设置一个标志位,以区别头、尾指针的值相同时队列是空还是满;其二是牺牲一个元素空间,约定以“队列的尾指针所指位置的下一个位置是头指针”表示队列满,如上图(f)所示,而头、尾指针的值相同时表示队列为空。
               设队列中的元素类型为整型,则循环队列的类型定义为:
               
               【函数】创建一个空的循环队列。
               
               【函数】元素入循环队列。
               
               【函数】元素出循环队列。
               
               (2)队列的链式存储。队列的链式存储也称为链队列。为了便于操作,可给链队列添加一个头结点,并令头指针指向头结点,如下图所示。因此,队列为空的判定条件是头指针和尾指针的值相同,且均指向头结点。
               
               链队列示意图
               队列的应用
               队列常用于处理需要排队的场合,如操作系统中处理打印任务的打印队列、离散事件的计算机模拟等。
 
       事务
               概述
               事务(Transaction)是一系列的数据库操作,是数据库应用程序的基本逻辑单位,即应用程序对数据库的操作都应该以事务的方式进行。
               事务是一个操作序列,这些操作“要么都做,要么都不做”,是数据库环境中不可分割的逻辑工作单位。事务和程序是两个不同的概念,一般一个程序可包含多个事务。
               事务通常由数据库操纵语言或其他高级语言(如SQL、CoBOL、C、C++、Java等)书写的用户程序来实现。一个事务由应用程序的一组操作序列组成,它以BEGIN TRANSACTION语句开始,以END TRANSACTION结束语句。
               事务定义的语句如下:
               (1)BEGIN TRANSACTION:事务开始。
               (2)END TRANSACTION:事务结束。
               (3)COMMIT:事务提交。该操作表示事务成功地结束,它将通知事务管理器该事务的所有更新操作现在可以被提交或永久地保留。
               (4)ROLLBACK:事务回滚。该操作表示事务非成功地结束,它将通知事务管理器出故障了,数据库可能处于不一致状态,该事务的所有更新操作必须回滚或撤销。
               典型的例子是银行转账业务。对“从账户A转入账户B金额x元”业务,站在顾客角度来看,转账是一次单独操作;而站在数据库系统的角度它至少是由两个操作组成的,第一步从账户A减去x元,第二步给账户B加上x元。下面是银行转账事务的伪代码:
               
               SQL中事务的开始与结束
               SQL标准规定当一条SQL语句被执行,就隐式地开始了一个事务,SQL中的Commit work和Rollback work语句之一会结束一个事务。
               (1)Commit work:提交当前事务。这意味着将该事务所做的更新在数据库中永久保存。一旦事务被提交后,一个新的事务自动开始。
               (2)Rollback work:回滚当前事务。这意味着将撤销该事务对数据库的更新。这样,数据库恢复到该事务执行第一条语句之前的状态。
               需要注意的是,若事务已执行了Commit work,就不能用Rollback work来撤销。数据库系统能保证在发生诸如某条SQL语句错误、断电、系统崩溃的情况下,若事务还没有执行Commit work,则所造成的影响将被回滚。对断电、系统崩溃的情况,回滚是在系统重新启动时进行。
 
       数据库系统故障种类
        数据库系统中可能发生的故障有很多种,本小节只讨论事务故障、系统故障和介质故障。
               事务故障
               事务故障(transaction failure)是由于程序执行错误而引起事务非预期的、异常终止的故障。通常有如下两类错误引起事务执行失败。
               (1)逻辑错误。如非法输入、找不到数据、溢出、超出资源限制等原因引起的事务执行失败。
               (2)系统错误。系统进入一种不良状态(如死锁),导致事务无法继续执行。
               对于不可以预期的错误应用程序无法处理,是由DBMS系统实现故障恢复的。如非法输入、运算溢出等。非预期的故障如非法输入是由约束机制检查并恢复的。事务故障通常指非预期的故障。
               事务故障意味着事务没有达到预期的终点(COMMIT或者显示ROLLBACK),因此数据库可能处于不正确状态。恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下,强行回滚该事务,即撤销该事务已经做出的任何对数据库的修改,这类恢复操作称为事务撤销(UNDO)。
               系统故障
               系统故障是指硬件故障、软件(如DBMS、OS或应用程序)漏洞的影响,导致丢失了内存中的信息,影响正在执行的事务,但未破坏存储在外存上的信息。这种情况称为故障-停止假设(fail-stop assumption)。
               系统故障中止了事务的执行过程,破坏了事务的原子性,由于缓冲区中的内容可能部分已写入数据库,系统重启后数据库可能处于不一致状态。
               介质故障
               介质故障是指数据库的存储介质发生故障,如磁盘损坏、瞬间强磁场干扰等。这种故障直接破坏了数据库,会影响到所有正在读取这部分数据的事务。
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