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1、实时数据库系统结构>>教育资源库 RTDBMS的功能特性 ----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. ----数据库的可靠性恢复机制. ----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.这种数据库系统对传统的商务和事务型应用是有效的、成
2、功的,然而,它不适合实时应用,这关键在于它不考虑与数据及事务相联的定时限制,其系统的性能指标是吞吐量和平均响应时间,而不是数据及事务相联的定时限制,调度与处理决策根本不管各种实时特性. ----与之相反,RTDBMS的设计目标首先是对事务定时限制的满足,其基本原则是: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.软实时事务满足截止期的比率相对较高,但要100%满足截止期很难或几乎不可能.因此,除了上述一般DBMS的功能外,一个RTDBMS还具有以下功能特性:
3、----数据库状态的最新性即尽可能地保持数据库的状态为不断变化的现实世界当前最真实状态的映像. ----数据值的时间一致性即确保事务读取的数据是时间一致的. ----事务处理的识时性即确保事务的及时处理,使其定时限制尤其是执行的截止期得以满足. ----因此,RTDBMS是传统DBMS与实时处理两者功能特性的完善或无缝集成(SeamlessIntegration).它与传统DBMS的根本区别就在于具有对数据与事务施加和处理显式定时限制的能力,即使用识时协议(TimecognizantProtocol)来进行有关数据事务的处理. RTDBMS的体系结构 ----从系统的
4、组成结构来看,RTDBMS与传统DBMS没有什么大的区别.下图给出了它的主要功能部件及其组成. RTDBMS执行模型 ----执行模型描绘数据库管理系统的运作原理,它包括: ----1.任务/事务模型 ----传统的ACID(原子、一致、隔离、永久)性的事务模型对RTDB已不适用,需要具有内部构造和/或彼此相关性的复杂事务模型,即嵌套、合并/分裂、通信和合作事务模型等.故RTDBMS必须支持这种复杂事务,处理事务间的结构、行为和时间相关性. ----2.资源模型 ----它确定系统资源的类型及其管理策略,包括分配、使用与回收策略.RTDBMS必须采用基于优先级和考虑定
5、时限制尤其是截止期的分配策略;资源使用的中断策略也是优先级式的,即高优先级可抢占(中断)低优先级的资源,具体又可以有多种不同的抢占方式及其各方面的代价,需要RTDBMS仔细决策. ----3.负载模型 ----它规定各种类型事务的到达(或在系统中生成)、执行期限及频率的分布,包括周期、非周期及零星事务,软或硬事务及其延迟的代价计算等. ----4.调度模型 ----它确定事务的优先级分配策略、调度算法、互相冲突的解决(并发控制)策略及其机制,控制事务正确、有效地执行.RTDBMS的调度模型还应有一定的可调度性预测能力及应急处理能力. ----5.执行的正确性 ----
6、相对于传统数据库而言,RTDBMS执行的正确性在概念、内容与准则上都有根本性的不同,RTDBMS不但要确保事务执行结果(包括返回数据的状态及产生的数据库状态)的正确性,还要保证其执行在结构、行为、时间上的正确,即要正确实现事务间的结构、行为、时间相关性及执行依赖性. 实现RTDBMS的关键问题 ----RTDBMS与一般DBMS的根本性区别在于数据和事务的定时限制,而数据的定时限制最终也要转嫁成事务的定时限制.因此,较之一般DBMS的实现,RTDBMS有下列关键性技术问题需要解决: ----1.事务定时特性说明 ----即要有一种实时事务说明语言,用来说明事务的截止期等定
7、时限制,其说明语句格式一般形为: <事务事件名>IS<时间事件说明> ----其中<事务事件名>有事务的BEGIN、MIT、ABORT等.<时间事件说明>则指定一个绝对、相对或周期时间.例如事务t1在事务t2提交5秒后开始说明为: ----BEGIN(t1)IS5sAFTERMIT(t2) ----事务X在每天九点后10秒内完成说明为: ----MIT(X)ISEVERY9:00S必须对接纳多少和接纳谁作出决策.另外的问题
