嵌入式实时数据库系统恢复技术研究

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1、分类号学号2003512100001学校代码10487密级博士学位论文嵌入式实时数据库系统恢复技术研究学位申请人：梁平学科专业：计算机软件与理论指导教师：刘云生教授答辩日期：2011年8月31日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchesonRecoveryTechniquesofEmbeddedReal-TimeDatabaseSystemsPh.D.Candidate:Lian

2、gPingMajor:ComputerSoftwareandTheorySupervisor:Prof.LiuYunshengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaAugust,2011独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者

3、签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学博士学位论文摘要在嵌入式实时环境下，适合于不同应用需求的恢复策略是嵌入式实时数据库系统能够可靠、高

4、效运行的关键。在分析嵌入式实时数据库系统的数据、事务的特征以及故障恢复需求特征的基础上，分别从嵌入式实时数据库系统基于实时日志的故障恢复策略、检验点策略、重装策略及在移动环境下应用的恢复这几个方面进行了研究，以获得嵌入式实时数据库系统的健壮性和高可用性。根据嵌入式实时数据库中数据及事务的定时要求及其在嵌入式应用环境下的特殊需求，结合ARTs-EDB，给出了以内存数据库作为底层支持的嵌入式实时数据库管理系统结构及组成。并在此基础上，给出了嵌入式实时数据库恢复系统的体系结构。对嵌入式实时数据库系统中数据和事务的特征及其一致性进行了分析，并基于此给出了嵌入式实时数据库

5、系统恢复的特征及需求。为了在系统故障时保证嵌入式实时数据库系统中数据的时间一致性、恢复时间的可预测性、快速而及时的恢复以及恢复的低开销，讨论了基于实时日志的故障恢复策略。基于嵌入式实时数据库ARTs-EDB，设计了一种实时模糊检验点策略以减少嵌入式实时数据库系统超截止期事务的数量及故障后的快速恢复。同时，讨论了故障恢复时相应重做起点的确定策略以保证故障恢复时提交事务的持久性及减少恢复时间。为了满足嵌入式实时内存数据库中数据和事务的定时限制，减少超截止期事务数量和恢复时间，讨论了一种基于数据段优先级的分区检验点策略SPPFCS，并给出了相应故障恢复时基于数据段优先

6、级的分区重装策略SPPRS。SPPFCS根据数据段优先级对数据库进行分区并为每个分区设置相应的检验点频率以进行分区检验点操作，降低了系统中事务超截止期比例并减少了恢复时间。分区重装策略SPPRS根据数据分区的检验点频率来分区重装数据库，减少了系统停止服务时间，并且考虑了事务对数据的请求，提高了恢复过程中系统的可用性。在移动环境下，嵌入式实时数据库系统的健壮性和高可用性也体现在系统中I华中科技大学博士学位论文应用的恢复。为了增强应用的可用性，提出了一种在移动环境下支持应用恢复的基于移动代理的体系结构，并给出了基于该移动代理结构的日志管理方案。日志管理中的日志合并策

7、略及传送通知消息策略不仅减少了恢复时间，而且在过区切换日志管理代价、日志检索代价及故障代价三个方面都获得了较好的、一致的系统性能。关键词：嵌入式实时数据库系统，内存数据库，数据库恢复，实时日志，模糊检验点，移动代理，应用恢复II华中科技大学博士学位论文AbstractTherecoverystrategysuitablefordifferentdemandsofapplicationsiscriticaltotheembeddedreal-timedatabasesystemswhichcanberunningreliablyandeffectivelyinth

8、eembeddedrea