实时历史数据库的设计与分析

《实时历史数据库的设计与分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第一章引言1970年关系模型建立之后，mM公司在SanJose实验室增加了更多的研究人员研究这个项目，这个项目就是著名的SystemR。其目标是论证一个全功能关系DBMS的可行性。该项目结束于1979年，完成了第一个实现SQL的DBMS。关系型数据库系统以关系代数为坚实的理论基础，经过几十年的发展和实际应用，技术越来越成熟和完善。其代表产品有Oracle、IBM公司的DB2、微软公司的MSSQLServer以及Informix、ADABASD等等。1．2．2实时数据库简介以关系型数据库为代表的传统数据库系统旨在处理

2、永久、稳定的数据，强调维护数据的完整性和一致性，其目标是追求高的数据量和低的系统代价，而不会考虑数据及事务的时间限制。但新的数据库应用领域不断出现，包括数据通信、电力调度、股票交易、雷达跟踪及交通控制等。这些新的领域与传统的数据库应用领域有着明显不同的区别：(1)数据库系统要维护大量的共享数据。实时数据库管理系统和普通的关系型数据库管理系统一个重要的区别是数据库的存储容量。由于流程工业企业生产的复杂性导致了大量的实时信息需要存储，普通的关系型数据库管理系统是无法实现的嘲。(2)系统的对数据的处理有很强的时间限制，要

3、求在规定的时间内完成数据操作，其主要目标是使尽量多的事务“在规定的时间要求内”完成，而不是公平地分配系统资源，因此它具有明显的时间约束特点悯。对数据的时间约束是在数据库的普通一致性要求外，又规定了时态一致性的要求。在实时系统中，具有时间约束的数据主要来自于外部的动态数据，如由传感器采集的现场数据和由这些数据导出的数据。(3)实时数据库的调度系统与传统数据库中的事务调度是有差别的。它要求的是能使尽量多的事务在其期限内完成，因此大多数的实时事务调度策略都是围绕事务的优先级进行的。考虑到实时数据库中实时性是第一位的要求，

4、其存储管理策略应使实时数据库在系统运行过程中，占用空间少，并常驻内存，从而保证数据库读取速度快，存取灵活，易于各功能模块之间的数据共享[71。传统的实时系统虽然支持任务的定时限制，但只针对结构和关系比较简单的数据，不涉及维护数据的完整性和一致性。因此，实时数据库系统是传统的实时3电子科技大学硕士学位论文系统和数据库系统相结合的产物，但不是二者简单的相加。实时数据库使用与传统的关系数据库完全不同的算法来保证实时性，使用比实时系统复杂得多的数据维护机制来管理实时数据。在实时系统中，任务具有时间限制，通常以完成截止期的形

5、式出现，并且以能够在这些事务的截止期之前完成的方式调度。在传统的实时系统中不考虑保持数据库的一致性，而在传统的数据库系统中没有事务的时间限制问题。实时数据库事务和传统的数据库事务一样，也必须保持数据库的一致性，此外它还必须满足事务的定时限制。也就是说为了成功的提交一个事务，将不得不同时满足事务的定时限制和事务的逻辑一致性要求。实时数据库事务处理的目标通常是最大化满足截止期的事务数，而传统数据库事务处理的目标是最小化事务的平均响应时间或最大化事务的平均吞吐量18J。1988年发表的ACMSIGMODRecord实时数

6、据库系统专刊提示了RTDBS(Real-TuneDatabasesystem，实时数据库系统)研究领域的诞生，标志着实时和传统数据库的融合产生的新兴研究领域的确立。在数据库理论中，实时数据库系统就是其事务和数据都可以具有定时特性或显式的定时限制的数据库系统【9】。系统的正确性不仅依赖于逻辑结果，而且还依赖于逻辑结果产生的时间110l。实时数据库的主要特征是在其数据和事务上施加了时间约束。数据的时间约束是在数据的一致性要求之外，增加了时态的一致性要求；事务的时间约束，即为事务规定了一个执行期限111】。目前国外已有许

7、多实时数据库产品，如美国的OSI公司的PlantInformationSystem，简称PI；美国AspenTech公司的l砸oplus21系统；美国Honeywell公司的Uniformance(1'HD)系统；英国Wonderware公司的IndustrialSQLServer产品等。这些软件产品在技术、设计和解决方案上多数依赖其公司主营业务的发展历史。例如Industrial是实时关系型数据库，Unifo彻ance严格依赖一个大型关系数据库系统，同时这些系统的产品成本和工程成本高，在一些技术和工程方面并不适合

8、中国的流程工业。90年代初期，国内也相继出现了一些实时数据库产品，如中国国家电力公司自动化研究院的NSIS系统；中国大庆金桥信息技术工程有限公司的ConRTDB系统；中国北京三维天地计算技术开发有限公司开发的SuperInfo系统；中国北京石林电脑公司的sLRs系统：中国北京合利时系统工程股份有限公司的RealMIS系统等。但由于自身条件和技术的限制，与国外