2013年自考《數(shù)據(jù)庫(kù)原理》串講-數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)

　　第六章 數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)

　　本章不是重點(diǎn)章節(jié)，主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)庫(kù)保護(hù)的四種措施，數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)、并發(fā)控制、完整性和安全性。了解這些內(nèi)容及其在SQL語(yǔ)言中的實(shí)現(xiàn)方式。

　　一、數(shù)據(jù)庫(kù)的恢復(fù)( 領(lǐng)會(huì) )

　　1、 事務(wù)的概念 ： 事務(wù)是一個(gè)操作序列 .這些操作要么什么都做，要么都不做，是一個(gè) 不可分割 的工作單位。事務(wù)以BEGIN TRANSACTION語(yǔ)句開始，以COMMIT(提交)語(yǔ)句或ROLLBACK(回退或撤消)語(yǔ)句結(jié)束。

　　一個(gè)程序的執(zhí)行可通過若干事務(wù)的執(zhí)行序列來完成。

　　2、 事務(wù)的性質(zhì) ： 原子性 (atomicity)、 一致性 (consistency)、 隔離性 (isolation)和 持久性 (durability)。稱為事務(wù)的ACID性質(zhì)。

　　通過教材的例子來理解事務(wù)的性質(zhì) .

　　3、故障類型和恢復(fù)方法

　　4、恢復(fù)的基本原則和實(shí)現(xiàn)方法

　　恢復(fù)的基本原則 很簡(jiǎn)單，就是“ 冗余 ”，即數(shù)據(jù)的重復(fù)存儲(chǔ) .

　　實(shí)現(xiàn)方法有：

　　(1)定期對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行 復(fù)制 或轉(zhuǎn)儲(chǔ)(dump)。注意幾個(gè)概念：靜態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)儲(chǔ)、海量轉(zhuǎn)儲(chǔ)和增量轉(zhuǎn)儲(chǔ)。

　　(2)建立“ 日志 ”文件。

　　(3) 恢復(fù) .發(fā)生故障時(shí)有兩種處理方法，如數(shù)據(jù)庫(kù)已破壞，則由DBA裝入最近備份的數(shù)據(jù)庫(kù)然后利用“日志文件”執(zhí)行REDO(重做)操作。如數(shù)據(jù)庫(kù)未被損壞，但某些數(shù)據(jù)不可靠，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行UNDO操作恢復(fù)數(shù)據(jù)。

　　5、 運(yùn)行記錄優(yōu)先原則 (即 先記錄，再更新，先記完，再結(jié)束 )

　　(1)至少要等相應(yīng)的運(yùn)行記錄已經(jīng)寫入“日志”文件后，才能允許事務(wù)往數(shù)據(jù)庫(kù)在寫數(shù)據(jù)。

　　(2)直到事務(wù)的所有運(yùn)行記錄都已寫入運(yùn)行“日志”文件后，才能允許事務(wù)完成“END TRANSACTION”處理。

　　6、SQL中的恢復(fù)操作，可上機(jī)觀察。

　　二、數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制( 領(lǐng)會(huì) )

　　1、并發(fā)控制帶來的三類問題：

　　(1)丟失更新的問題

　　(2)不一致分析問題

　　(3)“臟數(shù)據(jù)”的讀出。(在數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)中，未提交的隨后又被撤消的數(shù)據(jù)為“臟數(shù)據(jù)”。)

　　2、為解決并發(fā)控制帶來的問題，通常要采用 封鎖 (locking)技術(shù)，常用的封鎖有：排它型封鎖( X封鎖) 和共享型封鎖( S封鎖 )兩種。

　　X封鎖的規(guī)則稱為 PX協(xié)議 ，其內(nèi)容為：任何企圖更新記錄R的事務(wù)必須先執(zhí)行LOCK X(R)操作，以獲得對(duì)該記錄進(jìn)行尋址的能力，并對(duì)它取得X封鎖。如果未獲得X封鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)，一直到獲準(zhǔn)X封鎖，事務(wù)繼續(xù)進(jìn)行。

　　簡(jiǎn)記為： 先鎖X，再執(zhí)行，取不到，就等待。

　　PXC協(xié)議 ：它由PX協(xié)議及一條規(guī)則“X封鎖必須保留到 事務(wù)終點(diǎn) (COMMIT或ROLLBACK)”組成。

　　S封鎖的規(guī)則稱為 PS協(xié)議 ：其內(nèi)容為：任何要更新記錄R的事務(wù)必須先執(zhí)行LOCK S(R)操作，以獲得對(duì)該記錄尋址的能力并對(duì)它取得S封鎖。如果未獲準(zhǔn)S封鎖，那么這個(gè)事務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)，一直到獲準(zhǔn)S封鎖，事務(wù)才繼續(xù)進(jìn)行下去。當(dāng)事務(wù)獲準(zhǔn)對(duì)記錄R的要封鎖后，在記錄R修改前必須把S封鎖升級(jí)為X封鎖。

　　簡(jiǎn)記為： 先鎖S，再執(zhí)行，鎖不到，就等待，若要修改則升X .

　　PSC協(xié)議：由PS協(xié)議和“將S封鎖保持到事務(wù)終點(diǎn)”組成。

　　3、 活鎖 ：是指某個(gè)事務(wù)永遠(yuǎn)處于等待狀態(tài)，得不到執(zhí)行的現(xiàn)象。避免活鎖的方法是采用“先來先服務(wù)”策略。

　　死鎖 ：有兩個(gè)或以上的事務(wù)處于等待狀態(tài)，每個(gè)事務(wù)都在等待另一個(gè)事務(wù)解除封鎖，它才能繼續(xù)執(zhí)行下去，結(jié)果任何一個(gè)事務(wù)都無法執(zhí)行，這種現(xiàn)象就是死鎖。

　　解除死鎖的方法是由DBMS中的“死鎖測(cè)試程序”來檢查，如發(fā)現(xiàn)死鎖則犧牲一個(gè)事務(wù)，并做回退操作，解除它的所有封鎖。

　　4、 兩段封鎖法 ( 識(shí)記 )

　　兩段封鎖協(xié)議規(guī)定所有事務(wù)都要遵守下列規(guī)則：(1)在對(duì)任何數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫操作之前，事務(wù)首先要獲得對(duì)該數(shù)據(jù)的封鎖;(2)在釋放一個(gè)封鎖之后，事務(wù)不再獲得任何其他封鎖。

　　針對(duì)課本的例子來理解。

　　三、數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性( 領(lǐng)會(huì) )

　　1、數(shù)據(jù)庫(kù)的 完整性 是指數(shù)據(jù)的 正確性和相容性 .數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤，往往是由非法更新引起的。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)完整性是通過DBMS的 完整性子系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)的，它有兩個(gè)功能：

　　(1)監(jiān)督事務(wù)的執(zhí)行，并測(cè)試是否違反完整性規(guī)則。

　　(2)如有違反，則采取恰當(dāng)?shù)牟僮?，如拒絕、報(bào)告違反情況，改正錯(cuò)誤等方法進(jìn)行處理。

　　數(shù)據(jù)庫(kù)完整性子系統(tǒng) 是根據(jù)“ 完整性規(guī)則集 ” 工作的，這些完整性規(guī)則包括： 域 完整性規(guī)則、 域聯(lián)系 的規(guī)則、 關(guān)系完整性 規(guī)則(一個(gè)比一個(gè)大)

　　2、SQL中的完整性約束

　　在SQL中，表達(dá)完整性約束的規(guī)則有 主鍵約束 、 外鍵約束 、 屬性值約束 和 全局約束等 多種形式。

　　主鍵約束：可用主鍵子句或主鍵短語(yǔ) PRIMARY KEY 來定義。

　　外鍵約束：可用外鍵子句來定義如 FOREIGN KEY (S#) REFERNCE S(S#)

　　屬性值約束：包括非空值約束( NOT NULL )和基于屬性的檢查子句( CHECK ) 及域約束子句 如 CREAT DOMAIN AGE SMALLINT CHECK (value>10)

　　全局約束：包括基于元組的檢查子句( CHECK )和斷言( CREATE ASSERTION 斷言名 CHECK 條件)。

　　四、數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性( 識(shí)記 )

　　數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性是指保護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)防止不合法的使用，以免數(shù)據(jù)的泄漏、非法更改和破壞。

　　1、安全性級(jí)別：包括 環(huán)境級(jí) 、 職員級(jí) 、 OS級(jí) 、 網(wǎng)絡(luò)級(jí) 和 數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)級(jí) .

　　2、用戶或應(yīng)用程序 使用數(shù)據(jù)庫(kù)的方式稱為權(quán)限 ，權(quán)限的種類：

　　訪問數(shù)據(jù)權(quán)限： 讀、插入、修改、刪除 四種

　　修改數(shù)據(jù)庫(kù)模式權(quán)限： 索引 (創(chuàng)建或刪除索引)、 資源 (創(chuàng)建新關(guān)系)、 修改 (增刪關(guān)系結(jié)構(gòu)屬性)和 撤消權(quán)限 (撤消關(guān)系)

　　3、權(quán)限的轉(zhuǎn)授與回收：畫一個(gè) 權(quán)限圖 ，只要根結(jié)點(diǎn)到用戶結(jié)點(diǎn)之間存在一條 路徑 ，那么它就有權(quán)限，回收時(shí)就是刪去某些路徑。

　　4、SQL中的安全性控制

　　SQL中有兩個(gè)安全機(jī)制：一是 視圖機(jī)制 、二是 授權(quán)子系統(tǒng) .

　　視圖是從一個(gè)或幾個(gè) 基本表 導(dǎo)出的表，是 虛表 ，視圖定義后可以像基本表一樣用于查詢和刪除，但其 更新操作(增、刪、改) 會(huì)受到限制。

　　視圖機(jī)制 把用戶可以使用的數(shù)據(jù)定義在視圖中，這樣用戶就不能使用視圖定義外的其他數(shù)據(jù)，從而保證了數(shù)據(jù)庫(kù)的安全性。視圖機(jī)制使系統(tǒng)具有 三個(gè)優(yōu)點(diǎn) ： 數(shù)據(jù)安全性 、 數(shù)據(jù)獨(dú)立性 和 操作簡(jiǎn)便性 .

　　授權(quán)機(jī)制 可以保證用戶只能進(jìn)行其權(quán)限范圍內(nèi)的操作。

　　6、數(shù)據(jù)加密可更好地保證數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的安全性，采用加密算法給把源文變?yōu)槊芪膩韺?shí)現(xiàn)。常用的加密算法有“ 替換方法 ”和 明鍵加密法 .

　　同時(shí)，為保證數(shù)據(jù)庫(kù)的安全，也應(yīng)注意自然環(huán)境的安全性。

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