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1、实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆
2、◆◆◆实时数据库的事务处理第15卷总第86期科技与经济2002年第2期◆◆◆◆◆◆刘英王志坚尹燕敏(河海大学计算机及信息工程学院,南京210098)摘要:本文在介绍了实时数据库(RTDB)之后,分析了RTDB事务的特征,给出了RTDB事务优先级分配的几种方法,并针对事务并发调度中出现的”优先级颠倒”情况,提出了相应的改进方案.关键词:实时数据库;实时事务;事务特征;优先级分派1实时数据库及其特征1.1与传统数据库的比较一个实时数据库管理系统(RTDBMS)也是一个数据库管理系统(DBMS),所以,它也具有一般DBMS的基
3、本功能:永久数据管理(包括数据库的定义,存储,维护等);有效的数据存取(各种数据操作,查询处理,存取方法,完整性检查);事务管理(事务的概念,调度与并发控制,执行管理);存取控制(安全性检验);数据库的可能性(恢复机制).但传统的DBMS的设计目标是维护数据的绝对正确性,保证系统的低代价,提供友好的用户接口.系统的性能指标是吞吐量和平均响应时间.它不考虑与数据及事务相联的定时限制,调度与处理决策也不考虑各种实时特性.与之相反,RTDBMS的设计目标首先是对事务定时限制的满足,即在有效时间内响应数据变化和完成事务处理;其基
4、本原则是:宁要部分正确而及时的信息,也不要绝对正确但过时的信息.系统性能指标是满足定时限制的事务的比率.它要求必须确保硬实时事务的截止期,必要时宁肯牺牲数据的准确性与一致性.1.2RTDB的定义实时数据库就是其数据和事务都有显式定?44?时限制的数据库,系统的正确性不仅依赖于事务的逻辑结果,而且依赖于该逻辑结果所产生的时间.1.3RTDB的数据特征在RTDB中,数据随外部环境状态的变化而快速变化,其值只在一定的时间内是”流行”的,过时则无效了,故系统除了维护数据库内部状态(数据值)的正确性外,还必须同时维护内部状态与外部
5、环境实际状态的一致性,以及数据用来决策或推导新数据时在时间上的相互一致性.RTDB中的一个数据对象d由三个分量组成(dv,dtp,devi),它们分别为d的当前值,采样时间,外部有效期(外部现实对象状态变化的时间间隔),有效期即自dtp算起dv有效的时间长度.对于RTDB中的每一d,有内部一致性,外部一致性和相互一致性特征.内部一致性.dv满足预先定义的数据库内部状态的完整性和一致性限制.这就是传统意义下的数据正确性.外部一致性.设tc为当前或检测时间,当且仅当(tc—dtp)≤devi,则说d是外部一致的,即dv和对应
6、的外部现实对象的状态是一样的.刘英王志坚尹燕敏实时数据库的事务处理信息工作相互一致性.用来决策或导出新数据的一组相关数据称为一个相互一致集,记为R,其中的数据必须尽可能地在一个允许的公共时间期内被采取(或导出),这个公共时间期就称为R的相互有效期,记为Rmvi,对于R中的任两个数据d和d,有Idtp—dtpI≤Rmvi.则说R中的数据是相互一致的.外部一致性和相互一致性都是关于时间的,可统称时间一致性.既是内部一致又是时间一致的数据才是正确的.2实时事务的特征由于实时任务往往有内部结构和相互之间的联系,传统的”ACID”
7、的事务概念及模型对实时事务不适合.RTDB事务表现出了许多不同的特征.2.1定时性实时事务具有定时限制的特征.定时可以是绝对,相对或周期时间.在实时应用中,事务的定时性来源于两方面:一是外部环境显式给出的反应时间要求,这时它典型地取施加于非周期事务的截止时间限制的形式(截止期),如”若温度达到1000度,则在5秒内加冷却剂到反应堆”;二是由于系统中的数据随时间变化而转嫁来的(即由数据的时间一致性引起的),此时它往往取周期或定期性限制的形式,如”每5秒取样一次”,”7:00启动机器人”等.实时事务的定时限制有多种,其中最重
8、要的有:——截止时间:实时事务完成的最后期限.它可以有硬,软,固之分(见图1).Tv图1事务截止期类型硬实时事务:具有硬截止时间的事务,必须在其截止时间以前完成,否则将带来灾难性的后果,故到达其截止时间还不能完成的硬实时事务必须夭折.软实时事务:具有软截止时间的事务,应该在其截止期完成.但超过其截止时间也还有一定意义
