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  第31题      
  知识点:   数据库恢复技术   恢复   数据库   数据库恢复   硬件   硬件故障
  关键词:   故障   数据库   硬件   数据        章/节:   数据库的管理与控制       

 
硬件故障都可能造成数据库中数据被破坏,数据库恢复就是(31)。
 
 
  A.  重新安装数据库管理系统和应用程序
 
  B.  重新安装应用程序,并做数据库镜像
 
  C.  重新安装数据库管理系统,并做数据库镜像
 
  D.  在尽可能短的时间内,把数据库恢复到故障发生前的状态
 
 
 

 
  第12题    2013年上半年  
   31%
(12)是为防止非法用户进入数据库应用系统的安全措施。
  第25题    2012年上半年  
   41%
数据库管理系统提供了数据库的安全性、(24)和并发控制等机制以保护数据库的数据。它提供授权功能来控制不同用户访问数据的权限..
  第14题    2015年上半年  
   91%
某医院住院部设有病人关系R(住院号,姓名,性别,、科室号,病房,家庭住址),其中:“住院号”唯一标识关系R中的每..
   知识点讲解    
   · 数据库恢复技术    · 恢复    · 数据库    · 数据库恢复    · 硬件    · 硬件故障
 
       数据库恢复技术
        尽管数据库系统采取了各种保护措施来防止数据库的安全性和完整性被破坏,保证并发事务正确执行,但计算机系统的硬件故障、软件错误、操作员失误和恶意破坏等仍然不可避免,所以数据库管理系统还必须具有把数据库从错误状态恢复到某一已知的正确状态的功能,这就是数据库的恢复。
        数据库系统中可能发生的故障可以大致分为如下几类:事物内部的故障、系统故障、介质故障和计算机病毒。
        (1)恢复的实现技术。
        恢复机制涉及两个关键问题:如何建立冗余数据;如何利用冗余数据实施数据库的恢复。建立冗余数据最常用的技术是数据转储和登录日志文件。
        转储即DBA定期将整个数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程,这些备用的数据文本称为后备副本或后援副本。当数据库遭到破坏时,将后备副本装入,将系统恢复到转储时的状态,若要恢复到故障发生时的状态则需要重新运行转储后的所有更新事务。
        日志文件是用来记录事务对数据库的更新操作的文件,有两种格式供数据库系统采用:以记录为单位的日志文件和以数据块为单位的日志文件。以记录为单位的日志文件包括各个事务的开始标记、结束标记和所有更新操作,每个日志记录的内容主要包括事务标识、操作的类型、操作对象、更新前数据的旧值和更新后数据的新值。以数据块为单位的日志文件记录的内容包括事务标识和被更新的数据块,由于已将更新前的整个块和更新后的整个块都放入日志文件中,所以操作的类型和操作对象等信息就不用放入日志记录中了。登记日志文件时必须严格按照并发事务执行的时间次序来登记,且要先写日志文件后写数据库。
        在一个数据库系统中,数据转储和登录日志文件这两种方法是一起使用的。
        (2)恢复策略。
        当系统运行过程中发生故障,利用数据库后备副本和日志文件可以将数据库恢复到故障前的某个一致性状态。不同故障的恢复方法也不同。
        ①事务故障的恢复。
        事务故障是指事务在运行至正常终点前被终止,此时数据库可能出于不正确的状态,恢复程序要在不影响其他事务运行的情况下强行回滚(ROLLBACK)改事务,即撤销该事务已经做出的任何对数据库的修改,使得事务好像完全没有启动一样。事务故障的恢复由系统自动完成。恢复的步骤是:
        .反向(从后向前)扫描日志文件,查找该事务的更新操作。
        .对该事务的更新操作执行逆操作,也就是将日志记录更新前的值写入数据库。如果记录中是插入操作,则相当于作删除操作,如果记录中是删除操作则做插入操作,若是修改操作则相当于用修改前的值代替修改后的值。
        .继续反向扫描日志文件,查找该事务的其他更新操作,并作同样处理。
        .如此处理下去,直到读到了此事务的开始标记,事务故障恢复就完成了。
        ②系统故障的恢复。
        系统故障是指造成系统停止运转的任何事件,使得系统要重新启动。例如,特定类型的硬件错误、操作系统故障、DBMS代码错误、突然停电等。这类故障影响正在运行的所有事务,但不破坏数据库。此时主存内容(尤其是缓冲区中的内容)都被丢失,所有运行事务都非正常终止,有些已完成的事务可能有部分甚至全部留在缓冲区中尚未写入磁盘,为了保证一致性,应将这些事务已提交的结果重新写入数据库;此外,一些尚未完成的事务结果可能已经送入物理数据库,为了保证一致性,需要清除这些事务对数据库的所有修改。系统故障的恢复是由系统在重新启动时自动完成的,此时恢复子系统撤销所有未完成的事务并重做(redo)所有已提交的事务。具体的步骤是:
        .正向(从头到尾)扫描日志文件,找出故障发生前已经提交的事务(这些事务既有BEGIN TRANSACTION记录,也有COMMIT记录),将其事务标识记入重做(REDO)队列。同时找出故障发生时尚未完成的事务(这些事务只有BEGIN TRANSACTION记录,无相应的COMMIT记录),将其事务标识记入撤销(UNDO)队列。
        .反向扫描日志文件,对每个UNDO事务的更新操作执行逆操作,也就是将日志记录中更新前的值写入数据库。
        .正向扫描日志文件,对每个REDO事务重新执行日志文件登记的操作,也就是将日志记录中更新后的值写入数据库。
        ③介质故障的恢复。
        系统故障常称为软故障,介质故障称为硬故障。硬故障是指外存故障,例如磁盘损坏、磁头碰撞,瞬时强磁场干扰等。这类故障将破坏数据库或部分数据库,并影响正在存取这部分数据的所有事务,日志文件也被破坏。这类故障比前两类故障发生的可能性要小,但是破坏性最大。恢复方法是重装数据库,然后重做已完成的事务,具体的步骤是:
        .装入最新的数据库后备副本,使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。
        .装入相应的日志文件副本,重做已完成的事务。
        介质故障的恢复需要DBA的介入,DBA只需重装最近转储的数据库副本和有关的各日志文件副本,然后执行系统提供的恢复命令,具体的恢复操作仍由DBMS完成。
 
       恢复
        数据恢复有3个步骤。
        (1)反向扫描文件日志,查找该事务的更新操作。
        (2)对事务的更新操作执行逆操作。
        (3)继续反向扫描日志文件,查找该事务的其他更新操作,并做同样的处理,直到事务的开始标志。
 
       数据库
        数据库(DataBase,DB)是指长期存储在计算机内的、有组织的、可共享的数据集合。数据库中的数据按一定的数据模型组织、描述和存储,具有较小的冗余度、较高的数据独立性和易扩展性,并可为各种用户共享。
        系统使用的所有数据存储在一个或几个数据库中。
 
       数据库恢复
        要使数据库在发生故障后能够恢复,必须建立冗余数据,在故障发生后利用这些冗余数据实施数据库恢复。建立冗余数据常用的技术是数据转储和建立日志文件。在一个数据库系统中,这两种方法一般是同时被采用的。
               故障恢复的两个操作
               有了数据转储和日志文件,就可以在系统发生故障时进行恢复。故障恢复有撤销事务(UNDO)和重做事务(REDO)两个操作。
                      撤销事务(UNDO)
                      所谓撤销事务是将未完成的事务撤销,使数据库恢复到事务执行前的正确状态。
                      撤销事务的过程:反向扫描未完成的事务日志(由后向前扫描),查找事务的更新操作;对该事务的更新操作执行逆操作,用日志文件记录中更新前的值写入数据库,插入的记录从数据库中删除,删除的记录重新插入数据库中;继续反向扫描日志文件,查找该事务的其他更新操作并执行逆操作直至事务开始标志。
                      重做事务(REDO)
                      所谓重做事务(REDO)是将已经提交的事务重新执行。
                      重做事务的过程:从事务的开始标识起,正向扫描日志文件,重新执行日志文件登记的该事务对数据库的所有操作,直至事务结束标识。
               故障恢复策略
               对于不同的故障,采取不同的恢复策略。
                      事务故障的恢复
                      事务故障是事务在运行至正常终止点(SUMMIT或ROLLBACK)前终止,日志文件只有该事务的开始标识而没有结束标识。对这类故障的恢复是通过撤销(UNDO)产生故障的事务,使数据库恢复到该事务执行前的正确状态来完成的。事务恢复有如下三个步骤:
                      步骤1:反向扫描日志文件(即从最后向前扫描日志文件),查找该事务的更新操作。
                      步骤2:对事务的更新操作执行逆操作。
                      步骤3:继续反向扫描日志文件,查找该事务的其他更新操作,并做同样的处理,直到事务的开始标志。
                      注意:事务故障的恢复由系统自动完成,对用户是透明的。
                      系统故障的恢复
                      系统故障会使数据库的数据不一致,原因有两个:一是未完成的事务对数据库的更新可能已写入数据库;二是已提交的事务对数据库的更新可能还在缓冲区中没来得及写入数据库。因此恢复操作就是要撤销故障发生时未完成的事务,重做(REDO)已提交的事务。
                      注意:系统故障的恢复是在系统重启之后自动执行的。
                      介质故障的恢复
                      介质故障时数据库遭到破坏,需要重装数据库,装载故障前最近一次的备份和故障前的日志文件副本,再按照系统故障的恢复过程执行撤销和重做来恢复。
                      注意:介质故障要有系统管理员(DBA)的参与,装入数据库的副本和日记文件的副本,再由系统执行撤销和重做操作。
 
       硬件
        硬件是计算机物理设备的总称,也称为硬件设备,通常是电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置,一般分为中央处理器、存储器和输入、输出设备。
 
       硬件故障
        硬件故障是指硬件电气性能发生改变,如简单的线路松动、老鼠咬断电缆、路由器等网络设备的部件损坏,甚至是网络设备停电等。相对而言,硬件故障难以查找,实际上软件配置故障也难以查找,但找到以后比较容易恢复。网络管理员应该首先怀疑网络故障是否是硬件故障,在确定硬件正常的情况下,再去重新进行软件配置、协议安装,甚至是完全重新安装操作系统。一般如果某个工作站不能和网络相连,那第一件事就应该看看网卡的指示灯是否正常。
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