系统实现技术
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本章重要概念(1)
（1）系统目录及其和各子系统的联系。 （2）事务的定义，和的 语 义 ， 事 务 的 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，和 操作，运行 记录优先原则。
标志事务开始执行。 和或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。
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事务的状态变迁图
READ/WRITE
活动状态
局部提交 状态
提交状态
失败状态
异常中止状态
图7.4 事务的状态变迁图
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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
REL_NAME KEY_NUMBER MEMBER_ATTR
(b)存储索引信息的目录关系
VIEW_QUERIER
VIEW_NAME
QUERY
VIEW_ATTRIBUTES
VIEW_NAME ATTR_NAME
ATTR_NUM
(c)存储视图信息的目录关系
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系统目录的扩充图
关系名
属性名
数据类型
R_A
（B）：把缓冲块B的 内容传送到磁盘中恰当 的物理块中
input(A)
A
output(B)
B
B
内存
磁盘
块操作
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数据访问
事务
包含x的块 Bx存在， read(X)
xi
请求
开
read(X)
始
write(X) X
分配 事务工作区
包含x的块 Bx存在， input(B)
磁盘
系统
扫描内存
磁盘缓冲区
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恢复和原子性的联系
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存储器类型
易失性存储器（ ） 内存、存储器 非易失性存储器（ ） 磁盘和磁带 稳定存储器（ ） 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
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块和块的操作
块、物理块和缓冲块
块的操作
（A）：把物理块A的 内容传送到内存的缓冲 块中。
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事务的定义
定义7.1 事务（）是构成单一逻辑工作单元的操作 集合。 在程序中，事务以 语句开始，以语句或语句结束。 语句表示事务执行成功地结束（提交），此时告诉 系统，数据库要进入一个新的正确状态，该事务对数 据库的所有更新都已交付实施（写入磁盘）。 语句表示事务执行不成功地结束（应该“回退”）， 此时告诉系统，已发生错误，数据库可能处在不正确 的状态，该事务对数据库的所有更新必须被撤消，数 据库应恢复该事务到初始状态。
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事务的性质
性质 原子性():事务是一个不可分割的工作单元。 一致性():即数据不会应事务的执行而遭受破
坏。 隔离性():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():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。
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例: 事务及其性质
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
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系统目录内容
REL_AND_ATTR_CATALOG
REL_NAM ATTR_NA ATTR_TYP MEMBER_
属性 I_A
K_A 键类型 键编号
K_I
键 外键
R_K
索引
关系 d
查询
基本关系
视图关系
R_F V_A
R_I
属性名
视图属性
索引名
索引类型
属性序号
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7.1.3 系统目录和各子系统的联系
DML分析校 验程序
DDL编译程序
处理和检查三级 模式两级映象
检查查询涉及的 关系名属性名等
DML编译程序
DML命令的外 部级到概念级
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本章重要概念(2)
（5）并发操作带来的三个问题，X锁、协议、 协议，S锁、协议、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，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。中的三大类完整性约束，3中 的触发器技术。
（7）安全性的定义、级别，权限，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。
E
ME
E
OF_PK
关系
属性
属性
主
外
名
名
类型
键
键
MEMBER_ OF_FK
FK_RELAT ION
外键 关系
RELATION_KEYS
REL_NAME
INDEX_NAM E
(a)存储键信息的目录关系
MEMBER_ATT R
INDEX_TYPE
ATTR_NO
ASC_DESC
RELATION_INDEXES
假设没有事 务的原子性， 那么重新启 动事务时， 要么A因为 再执行一遍 而为1800， 要么B因从 未执行而保
持原值。
银行转账系统 A=2000 B=1000
output(A)
DBMS
映象 将查询中的视图由外
部级导到概念级映象
处理和检查权限
将查询涉及的概念 模式转换成内模式， 产生访问计划
根据物理结构优 化查询执行方案
授权和安全程序 DML优化程序
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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
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。
相应的操作如下： （A） ；
–50 ；
（A）；
（B） ；
50 ；
（B）.
组合成一个事务：
； （A） ； 50 ； （A）； (A<0) ； {（B）； 50 ； （B）； ；}
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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()， 否则事务撤销()。
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主要内容和学习要求
7.1 系统目录 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
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7.1 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
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7.1.1 系统目录的存储内容