面向过程的实时数据库分析与设计

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1、摘要在现实世界中，有许多应用包含了对数据的“定时”存取和对“短暂有效"数据的存取，例如电力数据网络管理、证券交易、工厂生产过程控制等等。而传统数据库系统无法满足这些应用对实时性的要求，由此导致了实时数据库RTDB的产生和发展。现代工业工程控制对实时数据的采集、集成、存储及处理也提出了更高的要求，必须有相应的分布式、开放式、以及高实时性、可靠性的实时数据平台作为过程控制的数据基础。实时数据库系统主要涉及数据模型问题、实时事务模型、实时数据库事务调度策略、实时数据库事务并发控制问题等方面，本文就这些问题

2、分章进行了讨论。前面的章节首先系统地综述了实时数据库系统理论。接下来对实时数据库中的实时数据模型的定义进行了研究，并且根据实时数据库应用的特点，介绍了一种实时数据模型。并在此基础上给出了三种基本实时数据对象和基于实时数据对象的实时数据库的定义。然后讨论实时数据对象的时间关系代数操作和如何满足实时数据库的定时限制。讨论了实时数据库事务的概念和含义，特别是实时事务的结构特性、定时限制、事务相关性、事务正确性等方面。讨论了实时数据库事务调度概念和含义，包括实时事务的优先级分派方法和常用实时调度策略。并就并

3、发控制领域的一些基本概念进行了叙述，对实时数据库系统中的并发控制问题进行了一定研究。一般实时事务调度仅考虑事务的截止期而忽略了“数据截止期”，往往不适应控制系统下的时序数据。第六章我们提出了一种考虑“数据截止期”的新型事务优先级分派、调度及并发控制方法。该方法对事务调度同时考虑事务的截止期及“数据截止期”，从而保证了控制系统中实时数据库系统事务所访问数据的时间正确性。第七章根据工业应用面向过程的特点，以电力网调度系统为例分析和设计了一个简单的面向电力调度过程的实时数据库系统，对该系统的数据模型选取、

4、实时性、安全性以及并发控制等都进行了探讨。最后，在总结全文的基础上，提出了论文研究过程中得出的若干思考和结论，并展望了实时数据库系统理论发展的前景与可能遇到的挑战和问题。关键词：实时数据库，事务调度，事务截止期，数据截止期，优先级分派，并发控制，可串行化，时间关系代数，数据库，实时系统AbstractReal—timedatabasesystemsarebecomingincreasinglyimportantinawiderangeofapplications，suchasaerospace，tr

5、afficcontrolsystems，andmilitarycommandandcontrolapplications．Conventionaldatamodelsanddatabasesarenotadequatefortime—criticalapplications，sincetheyarenotdesignedtoprovidefeaturesrequiredtosupportreal—timetransactions．Areal-—timedatabasesystemisatransac

6、tionprocessingsystemwheretransactionshaveexplicittimingconstraints．Real—timedatabasesystemsareanewresearchareainvestigatingpossiblewaysofapplyingdatabasesystemstechnologytoreal—timesystems．Somenewcriterianeedtobedevelopedtoinvolvetimingconstraintsofrea

7、l—。timeapplicationsinmanydatabasesystemsdesignissues，suchasdata／transactionmodel，transaction／queryprocessing，andconcurrencycontr01．Inthispaper，abasicunderstandingoftheissuesinreal—timedatabasesystemsisprovidedandtheresearcheffortinthisareaareintroduced

8、．Differentapproachestovariousproblemsofreal—。timedatabasesystemsarebrieflydescribed，andpossiblefutureresearchdirectionsarediscussed．Andwedesignapolicyinthispaperbyconsideringboththedeadlinesoftransactionsandthe“datadeadline”toassignprio