18、数据库恢复系统：保障数据一致性与可用性

数据库恢复系统：保障数据一致性与可用性

1. 系统故障与恢复概述

计算机如同其他电气或机械设备一样，容易出现故障，如磁盘故障、断电、软件错误、火灾甚至蓄意破坏等，这些情况都可能导致数据库信息丢失。为了确保事务的原子性和持久性不受这些故障影响，数据库系统需要提前采取恢复措施。恢复方案是数据库系统的重要组成部分，负责检测故障并将数据库恢复到故障前的一致状态，同时要尽可能减少故障后数据库不可用的时间。

2. 故障分类

系统中可能出现多种类型的故障，不同类型的故障需要不同的处理方式。较易处理的故障不会导致系统信息丢失，而较难处理的故障则会造成信息损失。常见的故障类型包括：
- 事务故障 ：
- 逻辑错误 ：由于内部条件（如输入错误、数据未找到、溢出或资源超出限制）导致事务无法正常执行。
- 系统错误 ：系统处于不期望的状态（如死锁），使事务无法正常执行，但事务后续可重新执行。
- 系统崩溃 ：硬件故障或数据库软件、操作系统错误导致易失性内存内容丢失，事务处理中止，但非易失性内存内容保持完整且未损坏。这种假设被称为故障 - 停止假设，在设计良好的系统中是合理的。
- 磁盘故障 ：由于磁头碰撞或数据传输操作失败，磁盘上的某个块丢失内容。可使用其他磁盘或备份文件（如磁带）中的数据副本进行恢复。

3. 存储结构

3.1 存储类型

为了更好地理解如何保证事务的原子性和持久性，需要了解不同的存