电脑系统不发生变化的原因_电脑系统不发生变化
在数据库运行过程中,可能会出现各种各样的故障,这些故障可分为以下三类:事务故障、系统故障和介质故障。应该根据故障类型的不同,采取不同的恢复策略。
1,事务故障及其恢复:
事务故障表示由非预期的、不正常的程序结束所造成的故障。
造成程序非正常结束的原因包括输人数据错误、运算溢出、违反存储保护、并行事务发生死锁等。
发生事务故障时,被迫中断的事务可能已对数据库进行丁修改,为了消除该事务对数据库的影响,要利用日志文件中所记载的信息,强行回滚(RoLLBAcK)该事务,将数据库恢复到修改前的初始状态。
为此,要检查日志文件中由这些事务所引起的发生变化的记录,取消这些没有完成的事务所做的一切改变。
这类恢复操作称为事务撤销(uNDo),具体做法如下。
(1)反向扫描日志文件,查找该事务的更新操作。
(2)对该事务的更新操作执行反操作,即对已经插入的新记录进行删除操作,对己删除的记录进行插入操作,对修改的数据恢复旧值,用旧值代替新值。这样由后向前逐个扫描该事务已做的所有更新操作,并做同样处理,直到扫描到此事务的开始标记,事务故障恢复完毕为止。
因此,一个事务是一个工作单位,也是一个恢复单位。一个事务越短,越便于对它进行UNDO操作。如果一个应用程序运行时间较长,则应该把该应用程序分成多个事务,用明确的coMMIT语句来结束各个事务。
2,系统故障及其恢复系统故障是指系统在运行过程中,由于某种原因,造成系统停止运转,致使所有正在运行的事务都以非正常方式终止,要求系统重新启动。引起系统故障的原因可能有硬件错误(如CPu故障、操作系统)或DBMS代码错误、突然断电等。
这时,内存中数据库缓冲区的内容全部丢失,虽然存储在外部存储设备上的数据库并未破坏,但其内容不可靠了。系统故障发生后,对数据库的影响有以下两种情况。
一种情况是一些未完成事务对数据库的更新已写入数据库,这样在系统重新启动后,要强行撤销(uNDo)所有未完成的事务,清除这些事务对数据库所做的修改。这些末完成事务在日志文件中只有BEGIN TRANsLATl0N标记,而无COMMIT标记。
另一种情况是有些已提交的事务对数据库的更新结果还保留在缓冲区中,尚未写到磁盘上的物理数据库中,这也使数据库处于不一致状态,因此应将这些事务已提交的结果重新写入数据库。这类恢复操作称为事务的重做(REDo)。这种巳提交事务在日志文件中既有BGIN TRANSCATION标记,也有COMMIT标记。
因此,系统故障的恢复要完成两方面的工作,既要撤销所有末完成的事务,还要重做所有已提交的事务,这样才能将数据库真正恢复到一致的状态。具体做法如下。
(1)正向扫描日志文件,查找尚未提交的事务,将其事务标识记人撤销队列。同时查找已经提交的事务,将其事务标识记入重做队列。
(2)对撤销队列中的各个事务进行撤销处理。方法同事务故障中所介绍的撤销方法。
(3)对重做队列中的各个事务进行重做处理。进行重做处理的方法是正向扫描日志文件,按照日志文件中所登记的操作内容,重新执行操作,使数据库恢复到最近某个可用状态。
系统发生故障后,由于无法确定哪些末完成的事务已更新过数据库,哪些事务的提交结果尚未写入数据库,因此系统重新启动后,就要撤销所有的末完成的事务,重做所有的已经提交的事务。
但是,在故障发生前已经运行完毕的事务有些是正常结束的,有些是异常结束的。所以无须把它们全部撤销或重做。
通常采用设立检查点(checkPoint)的方法来判断事务是否正常结束。每隔一段时间,比如说5分钟,系统就产生一个检查点,做下面一些事情:a,把仍保留在日志缓冲区中的内容写到日志文件中;b,在日志文件中写一个“检查点记录”;c,把数据库缓冲区中的内容写到数据库中,即把更新的内容写到物理数据库中;d,把日志文件中检查点记录的地址写到“重新启动文件”中。
每个检查点记录包含的信息有在检查点时间的所有活动事务一览表、每个事务最近日志记录的地址。
在重新启动时,恢复管理程序先从“重新启动文件”中获得检查点记录的地址,从日志文件中找到该检查点记录的内容,通过日志往回找,就能决定哪些事务需要撤销,恢复到初始的状态,哪些事务需要重做。为此利用检查点信息能做到及时、有效、正确地完成恢复工作。
3,介质故障及其恢复介质故障是指系统在运行过程中,由于辅助存储器介质受到破坏,使存储在外存中的数据部分或全部丢失。
这类故障比事务故障和系统故障发生的可能性要小,但这是最严重的一种故障,破坏性很大,磁盘上的物理数据和日志文件可能被破坏,这需要装入发生介质故障前最新的后备数据库副本,然后利用日志文件重做该副本后所运行的所有事务。
具体方法如下。
(1)装入最新的数据库副本,使数据库恢复到最近一次转储时的可用状态。
(2)装入最新的日志文件副本,根据日志文件中的内容重做已完成的事务。首先扫描日志文件,找出故障发生时己提交的事务,将其记入重做队列。然后正向扫描日志文件,对重做队列中的各个事务进行重做处理,方法是正向扫描日志文件,对每个重做事务重新执行登记的操作,即将日志记录中“更新后的值”写入数据库。
这样就可以将数据库恢复至故障前某一时刻的一致状态了。
操作系统是一种特殊的用于控制计算机(硬件)的程序(软件)。它是计算机底层的系统软件,负责管理、调度、指挥计算机的软硬件资源使其协调工作,没有它,任何计算机都无法正常运行。它在资源使用者和资源之间充当中间人的角色,举个例子,一个用户(也可以是程序)将一个文件存盘,操作系统就会开始工作:管理磁盘空间的分配,将要保存的信息由内存写到磁盘等。当用户要运行一个程序时,操作系统必须先将程序载入内存,当程序执行时,操作系统会让程序使用CPU。
在计算机的发展过程中,出现过许多不同的操作系统,其中最为常用的有:DOS、Mac OS、Windows、Linux、Free BSD、Unix/Xenix、OS/2等等,下面介绍常见的微机操作系统的发展过程和功能特点。
一、 DOS操作系统
从1981年问世至今,DOS经历了7次大的版本升级,从1.0版到现在的7.0
版,不断地改进和完善。但是,DOS系统的单用户、单任务、字符界面和16位的大格局没有变化,因此它对于内存的管理也局限在640KB的范围内。 DOS最初是微软公司为IBM-PC开发的操作系统,因此它对硬件平台的要求很低,因此适用性较广。常用的DOS有三种不同的品牌,它们是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS以及Novell公司的DR DOS,这三种DOS相互兼容,但仍有一些区别,三种DOS中使用最多的是MS-DOS。
DOS系统有众多的通用软件支持,如各种语言处理程序、数据库管理系统、文字处理软件、电子表格。而且围绕DOS开发了很多应用软件系统,如财务、人事、统计、交通、医院等各种管理系统。鉴于这个原因,尽管DOS已经不能适应32位机的硬件系统,但是仍广泛流行,不过DOS被市场淘汰应该只是时间问题
二、 Mac OS 操作系统
Mac OS操作系统是美国苹果计算机公司为它的Macintosh计算机设计的操作系统的一代操作系统,该机型于1984年推出,在当时的PC还只是DOS枯燥的字符界面的时候,Mac率先采用了一些我们至今仍为人称道的技术。比如:GUI图形用户界面、多媒体应用、鼠标等,Macintosh计算机在出版、印刷、影视制作和教育等领域有着广泛的应用,Microsoft Windows至今在很多方面还有Mac的影子,最近苹果公司又发布了目前最先进的个人电脑操作系统Mac OS X。
三、Windows系统
Windows是Microsoft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统,它使PC机开始进入了所谓的图形用户界面时代。在图形用户界面中,每一种应用软件(即由Windows支持的软件)都用一个图标(Icon)表示,用户只需把鼠标移到某图标上,连续两次按下鼠标器的拾取键即可进入该软件,这种界面方式为用户提供了很大的方便,把计算机的使用提高到了一个新的阶段。
Windows1.X版是一个具有多窗口及多任务功能的版本,但由于当时的硬件平台为PC/XT,速度很慢,所以Windows1.X版本并未十分流行。1987年底Microsoft公司又推出了MS-Windows2.X 版,它具有窗口重叠功能,窗口大小也可以调整,并可把扩展内存和扩充内存作为磁盘高速缓存,从而提高了整台计算机的性能,此外它还提供了众多的应用程序:文本编辑Write、记事本Notepad、计算器Calculator、日历Calendar……等。随后在88年、89年又先后推出了MS-Windows/286-V2.1和MS-Windows/386 V2.1这两个版本。
1990年,Microsoft公司推出了Windows3.0,它的功能进一步加强,具有强大的内存管理,且提供了数量相当多的Windows应用软件,因此成为386、486微机新的操作系统标准。随后,Windows发表3.1版,而且推出了相应的中文版。3.1版较之3.0版增加了一些新的功能,受到了用户欢迎,是当时最流行的Windows版本。
1995年,Microsoft公司推出了Windows95。在此之前的Windows都是由DOS引导的,也就是说它们还不是一个完全独立的系统,而Windows95是一个完全独立的系统,并在很多方面作了进一步的改进,还集成了网络功能和即插即用(Plug and Play)功能,是一个全新的32位操作系统。
1998年,Microsoft公司推出了Windows95的改进版Windows98,Windows98的一个最大特点就是把微软的Internet浏览器技术整合到了Windows里面,使得访问Internet资源就像访问本地硬盘一样方便,从而更好地满足了人们越来越多的访问Internet资源的需要。Windows98是目前实际使用的主流操作系统。
在90年代初期Microsoft推出了Windows NT(NT是New Technology即新技术的缩写)来争夺Novell Netware的网络操作系统市场。相继有Windows NT 3.0,3.5,4.0等版本上市,逐渐蚕食了中小网络操作系统的大半江山。WindowsNT是真正的32位操作系统,与普通的Windows系统不同,它主要面向商业用户,有服务器版和工作站版之分。
2000年,Microsoft公司推出了Windows 2000,它包括四个版本:Data center Server是功能最强大的服务器版本,只随服务器捆绑销售,不零售;Advanced Server和Server版是一般服务器使用;Professional版是工作站版本的NT和Windows98共同的升级版本。
目前还有一个主要面向家庭和个人娱乐,侧重于多媒体和网络的Windows Me存在。
2001年10月25日,Microsoft发布了功能及其强大的Windows XP,该系统采用Windows 2000/NT内核,运行非常可靠、稳定,用户界面焕然一新,使用起来得心应手,这次微软终于可以和苹果的Macintosh软件一争高下了,优化了与多媒体应用有关的功能,内建了极其严格的安全机制,每个用户都可以拥有高度保密的个人特别区域,尤其是增加了具有防盗版作用的激活功能。
四、Unix系统
Unix系统是1969年在贝尔实验室诞生,最初是在中小型计算机上运用。最早移植到80286微机上的Unix系统,称为Xenix。 Xenix系统的特点是短小精干,系统开销小,运行速度快。UNIX为用户提供了一个分时的系统以控制计算机的活动和资源,并且提供一个交互,灵活的操作界。UNIX被设计成为能够同时运行多进程,支持用户之间共享数据。同时,UNIX支持模块化结构,当你安装UNIX操作系统时,你只需要安装你工作需要的部分,例如:UNIX支持许多编程开发工具,但是如果你并不从事开发工作,你只需要安装最少的编译器。用户界面同样支持模块化原则,互不相关的命令能够通过管道相连接用于执行非常复杂的操作。UNIX 有很多种,许多公司都有自己的版本,如 AT&T、Sun、HP等。
五、Linux系统
Linux是当今电脑界一个耀眼的名字,它是目前全球最大的一个自由免费软件,其本身是一个功能可与Unix和Windows相媲美的操作系统,具有完备的网络功能,它的用法与UNIX非常相似,因此许多用户不再购买昂贵的UNIX,转而投入Linux等免费系统的怀抱。
Linux最初由芬兰人Linus Torvalds开发,其源程序在Internet网上公开发布,由此,引发了全球电脑爱好者的开发热情,许多人下载该源程序并按自己的意愿完善某一方面的功能,再发回网上,Linux也因此被雕琢成为一个全球最稳定的、最有发展前景的操作系统。曾经有人戏言:要是比尔·盖茨把Windows的源代码也作同样处理,现在Windows中残留的许多BUG(错误)早已不复存在,因为全世界的电脑爱好者都会成为Windows的义务测试和编程人员。
Linux操作系统具有如下特点:
1. 它是一个免费软件,您可以自由安装并任意修改软件的源代码。
2. Linux操作系统与主流的UNIX系统兼容,这使得它一出现就有了一个很好的用户群。
3. 支持几乎所有的硬件平台,包括Intel系列,680x0系列,Alpha系列,MIPS系列等,并广泛支持各种周边设备。
目前,Linux正在全球各地迅速普及推广,各大软件商如Oracle、Sybase、Novell、IBM等均发布了Linux版的产品,许多硬件厂商也推出了预装Linux操作系统的服务器产品,还有不少公司或组织有计划地收集有关Linux的软件,组合成一套完整的Linux发行版本上市,比较著名的有RedHat(即红帽子)、Slackware等公司。Linux可以在相对低价的Intel X86硬件平台上实现高档系统才具有的性能, 许多用户使用benchmarks在运行Linux的X86机器上测试, 发现可以和Sun和Digital公司的中型工作站的性能媲美。事实上不光是许多爱好者和程序员在使用Linux, 许多商业用户比如Internet服务供应商(ISP)也使用Linux做为服务器代替昂贵的工作站。 这些服务器的最高记录是经过600天的运行没有碰到一次系统崩溃!我们有理由相信Linux这样一个稳定、灵活和易用的软件,肯定会得到越来越广泛的应用。
除了 Linux之外还有一种免费的UNIX变种操作系统FreeBSD可供使用,一般来说,对于工作站而言, LINUX支持的硬件种类和数量要远远地超过FreeBSD,而在网络的负载非常高时, FreeBSD的性能比LINUX 要好一些。
六、OS/2系统
1987年IBM公司在激烈的市场竞争中推出了PS/2(Personal System/2)个人电脑。PS/2系列电脑大幅度突破了现行PC机的体系,采用了与其它总线互不兼容的微通道总线MCA,并且IBM自行设计了该系统约80%的零部件,以防止其它公司仿制。OS/2系统正是为系列机开发的一个新型多任务操作系统。OS/2克服了DOS系统640KB主存的限制,具有多任务功能。OS/2也采用图形界面,它本身是一个32位系统,不仅可以处理32位OS/2系统的应用软件,也可以运行16位DOS和Windows软件。 OS/2系统通常要求在4MB内存和100MB硬盘或更高的硬件环境下运行。由于OS/2 仅限于PS/2机型,兼容性较差,故而限制了它的推广和应用。
服务器用2003的
DOS, windows 3.x ,windows nt,Windows 95,98,me,2000,xp,2003,
Unix(freebsd,solaris),Linux(red hat,fedora).
macos
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