数据库恢复技术

1.事务是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么不做，是一个不可分隔的工作单位。

事务具有四个特性（ACID）：原子性、一致性、隔离性、持续性

原子性：事务是数据库的逻辑工作单位，一个事务中包括的操作要么全做，要么不做
一致性：事务执行的结果必须是使数据库从一个一致性状态变到另一个一致性状态。
隔离性：一个事务的执行不能被其他事务所干扰。
持续性：持续性是指一个事务已经提交，那么他对数据库的改变就是永久的，接下来的任何其他操作或者故障不应该对其执行结果有任何影响。

故障恢复可以保持事务的原子性和持久性。

2.为什么事务正常结束时会影响数据库的正确性？

事务执行的结果必须是试数据库从一个一致性状态到另一个一致性状态。如果数据库系统运行中发生故障，有些事务尚未完成就被迫中断，这些未完成事务对数据库所做的修改有一部分已写入物理数据库，这时数据库就可能处于不正确的状态，或者说是不一致的状态。

3.登记日志文件时为什么必须先写日志文件，后写数据库？

把对数据库的修改写到数据库中和把表示这个修改的日志记录写到日志文件中是两个不同的操作。有可能在这两个操作之间发生故障，即这两个写操作只执行了一个。
如果先写了数据库修改，而没有在运行记录中登记这个修改，则以后就无法恢复这个修改了。如果先写日志，但没有修改数据库，在恢复时只不过是执行了一次UNDO操作，并不会影响数据库的正确性。所以要先写日志文件，然后再写数据库的修改。

4.针对不同的故障，试给出恢复的策略和方法

事务故障的恢复步骤是：

反向扫描文件日志，查找该事务的更新操作。
对该事务的更新操作执行逆操作，即将日志记录中“更新前的值”写入数据库
直至读到此事物的开始标记，该事务故障的恢复就完成。
系统故障的恢复：
正向扫描日志文件，找出再故障发生前已经提交的事务队（REDO）和未完成的是事务队列（UNDO）
对未完成的事务队列中的各个事务进行UNDO处理
对已经提交的事务队列中的各个事务进行REDO处理
介质故障的恢复故障恢复步骤：
转入最新的数据库后备副本（离故障发生时最近时刻的转储副本），使数据库恢复到最近一次转储时的一致性状态。
装入转储结束时刻的日志文件副本。
启动系统恢复命令，由DBMS完成恢复功能。

5.什么时检查点记录，检查点记录包括哪些内容？

检查点时刻所有正在执行的事务清单，如T1和T2
这些事务的最近一个日志记录的地址，如D1、D2

6.具有检查点的恢复技术有什么优点？试举一个具体例子加以说明。

利用日志技术进行数据库恢复时，恢复子系统必须搜索整个日志，这将消耗大量的时间。此外，需要REDO处理的事务实际上已经将他们的更新操作结果写到数据库中了，恢复子系统又重新执行了这些操作，浪费了大量的时间。
例如：

在采用检查点技术之前，恢复时需要从头扫描日志文件，而利用检查点技术只需要从tc开始扫描日志，这就缩短了扫描日志的时间。
事务T3的更新操作实际上已经写到数据库中了，进行恢复时没有必要再进行REDO处理，采用检查点技术做到了这一点。

7.试述使用检查点方法进行恢复的步骤。

在重新开始文件（5题图）中，找到最后一个检查点记录在日志文件中的地址，由该地址在日志文件中找到最后一个检查点记录。
由该检查点记录得到检查点建立时刻所有正在执行的事务清单ACTIVE-LIST。建立两个事务队列：
UNDO-LIST：需要执行undo操作的事务集合
REDO-LIST：需要执行redo操作的事务集合
把ACTICVE-LIST暂时放入UNDO-LIST队列，REDO队列暂时为空。
从检查点开始正向扫描日志文件
如有新开始的事务Ti，把Ti暂时放入UNDO-LIST队列。
如有提交的是事务Tj，把Tj从UNDO-LIST队列移到REDO-LIST队列，直到文件结束。
对UNDO-LIST中的每个事务执行UNDO操作，对REDO-LIST中的每个事务执行REDO操作。

8. 什么是数据库镜像？他有什么用途？

数据库镜像即根据DBA的要求，自动把整个数据库或者其中的部分关键数据复制到另一个磁盘上。每当主数据库更新时，DBMS自动把更新后的数据复制过去，即DBMS自动保证镜像数据与主数据一致性。

数据库镜像的用途：

用于数据库恢复。当出现介质故障时，镜像磁盘可继续使用，同时DBMS自动利用镜像磁盘数据进行数据库的恢复，不需要关闭系统何和重装数据库副本。
提高数据库的可用性。在没有出现故障时，当一个用户对某个数据加排他锁进行修改时，其他用户可以读镜像数据库上的数据，而不必等待该用户释放。

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