第10讲 数据恢复技术.ppt

数 据 库 概 论 与 技 术数据恢复技术 汤 娜 中山大学计算机科学系 isstn@mail.sysu.edu.cn 数据库恢复技术 1 数据库恢复概述 2 故障的种类 3 数据存储结构 4 恢复的实现技术 5 恢复策略 6 具有检查点的恢复技术 7 数据库镜像 8 小结 数据库恢复概述 事务 事务(Transaction)是用户定义的一个数据库操作序列，这些操作要么全做，要么全不做，是一个不可分割的工作单位 事务的ACID特性： 原子性（Atomicity） 一致性（Consistency） 隔离性（Isolation） 持续性（Durability ） 数据库恢复概述 故障是不可避免的 计算机硬件故障 系统软件和应用软件的错误 操作员的失误 恶意的破坏 故障的影响 运行事务非正常中断，但不会破坏数据库 破坏数据库 数据库恢复概述（续） 数据库管理系统对故障的对策 保证故障发生后，能把数据库中的数据从错误状态恢复到某种逻辑一致的状态 保证事务ACID DBMS提供恢复子系统 恢复技术是衡量系统优劣的重要指标 恢复算法 正常事务处理时，采取措施保证有足够的数据用于故障恢复 故障发生后，将数据库内容恢复到某个保证数据库一致性、原子性及持久性的状态 故障的种类 3 故障的种类 事务故障 系统故障 介质故障 一、事务故障 什么是事务故障 某个事务在运行过程中由于种种原因未运行至正常终止点就夭折了 事务故障的常见原因 输入数据有误 运算溢出 违反了某些完整性限制 某些应用程序出错 并行事务发生死锁 。。。。 事务故障的恢复 发生事务故障时，夭折的事务可能已把对数据库的部分修改写回磁盘 处理方法 预期故障： 通过在程序中加判断条件来实现。执行回滚（ROLLBACK）语句来撤销事务。 非预期的故障： 如由于死锁、运算溢出而被迫撤销的事务等，由系统来撤销事务 事务故障的恢复的本质：撤消事务（UNDO） 3 故障的种类 事务故障 系统故障 介质故障 二、系统故障 什么是系统故障 整个系统的正常运行突然被破坏 所有正在运行的事务都非正常终止 内存中数据库缓冲区的信息全部丢失 外部存储设备上的数据未受影响 系统故障的常见原因 操作系统或DBMS代码错误 操作员操作失误 特定类型的硬件错误（如CPU故障） 突然停电 系统故障的恢复 清除尚未完成的事务对数据库的所有修改 系统重新启动时，恢复程序要强行撤消（UNDO）所有未完成事务 将缓冲区中已完成事务提交的结果写入数据库 系统重新启动时，恢复程序需要重做（REDO）所有已提交的事务 3 故障的种类 事务故障 系统故障 介质故障 三、介质故障 硬件故障使存储在外存中的数据部分丢失或全部丢失 介质故障比前两类故障的可能性小得多，但破坏性大得多 介质故障的常见原因 硬件故障 磁盘损坏 磁头碰撞 操作系统的某种潜在错误 瞬时强磁场干扰 介质故障的恢复 装入数据库发生介质故障前某个时刻的数据副本 重做自此时始的所有成功事务，将这些事务已提交的结果重新记入数据库 数据存储结构 Storage Structure Stable-Storage Implementation Stable-Storage Implementation Protecting storage media from failure during data transfer (one solution): Execute output operation as follows (assuming two copies of each block): Write the information onto the first physical block. When the first write successfully completes, write the same information onto the second physical block. The output is completed only after the second write successfully completes. Stable-Storage Implementation (Cont.) Data Access Data Access Each transaction Ti has its private work-area in which local copies of all data items accessed and updated by it are kept. Tis local copy of a data item X is called xi. We assume