實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)

1、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其特征實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及其特征目錄目錄v概述概述v實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展v實時數(shù)據(jù)庫與時間實時數(shù)據(jù)庫與時間v實時數(shù)據(jù)庫的特征實時數(shù)據(jù)庫的特征v實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v實時數(shù)據(jù)庫與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系實時數(shù)據(jù)庫與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系v實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)v實時數(shù)據(jù)庫應用與研究實時數(shù)據(jù)庫應用與研究 概述概述v數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)的發(fā)展極其迅速，其應用日益數(shù)據(jù)庫理論與技術(shù)的發(fā)展極其迅速，其應用日益廣泛，在當今的信息社會中，它幾乎無所不在。廣泛，在當今的信息社會中，它幾乎無所不在。以關(guān)系型為代表的三大經(jīng)典（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系）以關(guān)系型為代表的

2、三大經(jīng)典（層次、網(wǎng)狀、關(guān)系）型數(shù)據(jù)庫在傳統(tǒng)的（商務和管理的事務型）應用型數(shù)據(jù)庫在傳統(tǒng)的（商務和管理的事務型）應用領(lǐng)域獲得了極大成功，然而它們在現(xiàn)代的（非傳領(lǐng)域獲得了極大成功，然而它們在現(xiàn)代的（非傳統(tǒng)）工程和時間關(guān)鍵型應用面前卻顯得軟弱無力，統(tǒng)）工程和時間關(guān)鍵型應用面前卻顯得軟弱無力，面臨著新的嚴峻的挑戰(zhàn)，由此而導致了實時數(shù)據(jù)面臨著新的嚴峻的挑戰(zhàn)，由此而導致了實時數(shù)據(jù)庫（庫（RealtimeDatabase，RTDB）的產(chǎn)生和）的產(chǎn)生和發(fā)展。發(fā)展。實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展v 數(shù)據(jù)庫的應用正從傳統(tǒng)領(lǐng)域向新的領(lǐng)域擴展，如數(shù)據(jù)庫的應用正從傳統(tǒng)領(lǐng)域向新的領(lǐng)域擴展，如CAD/CAM、CIMS；數(shù)據(jù)

3、通信、電話交換、電力調(diào)度等；數(shù)據(jù)通信、電話交換、電力調(diào)度等網(wǎng)絡(luò)管理；電子銀行事務、電子數(shù)據(jù)交換與電子商務；交通網(wǎng)絡(luò)管理；電子銀行事務、電子數(shù)據(jù)交換與電子商務；交通控制、雷達跟蹤、空中交通管制；武器制導、實時仿真、作控制、雷達跟蹤、空中交通管制；武器制導、實時仿真、作戰(zhàn)指揮自動化或戰(zhàn)指揮自動化或C3I系統(tǒng)，等等。這些應用有著與傳統(tǒng)應用系統(tǒng)，等等。這些應用有著與傳統(tǒng)應用不同的特征，一方面，要維護大量共享數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)；不同的特征，一方面，要維護大量共享數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)；實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展v另一方面，其應用活動（任務或事務）有很強的時間性，另一方面，其應用活動（任務或事務）有很強的時間性

4、，要求在規(guī)定的時刻和要求在規(guī)定的時刻和(或或)一定的時間內(nèi)完成其處理；一定的時間內(nèi)完成其處理；v同時，所處理的數(shù)據(jù)也往往是同時，所處理的數(shù)據(jù)也往往是“短暫短暫”的，即有一定的的，即有一定的有效時間，過時則有新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，而當前的決策或推有效時間，過時則有新的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，而當前的決策或推導變成無效。導變成無效。v所以，這種應用對數(shù)據(jù)庫所以，這種應用對數(shù)據(jù)庫和實時處理兩者的功能及和實時處理兩者的功能及特性均有需求，既需要數(shù)特性均有需求，既需要數(shù)據(jù)庫來支持大量數(shù)據(jù)的共據(jù)庫來支持大量數(shù)據(jù)的共享，維護其數(shù)據(jù)的一致性，享，維護其數(shù)據(jù)的一致性，又需要實時處理來支持其又需要實時處理來支持其任務（事務）與數(shù)據(jù)的定

5、任務（事務）與數(shù)據(jù)的定時限制。時限制。實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展v 但是，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)旨在處理永久、但是，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)旨在處理永久、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，強調(diào)維護數(shù)據(jù)的完整性、一穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，強調(diào)維護數(shù)據(jù)的完整性、一致性，其性能目標是高的系統(tǒng)吞吐量和低致性，其性能目標是高的系統(tǒng)吞吐量和低的代價，而根本不考慮有關(guān)數(shù)據(jù)及其處理的代價，而根本不考慮有關(guān)數(shù)據(jù)及其處理的定時限制，所以，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系的定時限制，所以，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（統(tǒng)（DBMS）不能滿足這種實時應用的需）不能滿足這種實時應用的需要。而傳統(tǒng)的實時系統(tǒng)（要。而傳統(tǒng)的實時系統(tǒng)（RTS）雖然支持）雖然支持任務的定時限制，但它針對的是

6、結(jié)構(gòu)與關(guān)任務的定時限制，但它針對的是結(jié)構(gòu)與關(guān)系很簡單、穩(wěn)定不變和可預報的數(shù)據(jù)，不系很簡單、穩(wěn)定不變和可預報的數(shù)據(jù)，不涉及維護大量共享數(shù)據(jù)及它們的完整性和涉及維護大量共享數(shù)據(jù)及它們的完整性和一致性，尤其是時間一致性。因此，只有一致性，尤其是時間一致性。因此，只有將兩者的概念、技術(shù)、方法與機制將兩者的概念、技術(shù)、方法與機制無縫集無縫集成成（SeamlessIntegration）的實時）的實時數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)庫（RTDB）才能同時支持定時和一）才能同時支持定時和一致性。致性。實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展實時數(shù)據(jù)庫的發(fā)展v實時數(shù)據(jù)庫定義：是其數(shù)據(jù)和事務都有顯式定時實時數(shù)據(jù)庫定義：是其數(shù)據(jù)和事務都有顯式定時限制的數(shù)據(jù)

7、庫，系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務的限制的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)的正確性不僅依賴于事務的邏輯結(jié)果，而且依賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時間。邏輯結(jié)果，而且依賴于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時間。 v注意：注意：RTDB并非是數(shù)據(jù)庫和實時系統(tǒng)兩者的簡并非是數(shù)據(jù)庫和實時系統(tǒng)兩者的簡單結(jié)合，它需要對一系列的概念、理論、技術(shù)、單結(jié)合，它需要對一系列的概念、理論、技術(shù)、方法和機制進行研究開發(fā)方法和機制進行研究開發(fā) 。實時數(shù)據(jù)庫與時間實時數(shù)據(jù)庫與時間v1.數(shù)據(jù)與時間相關(guān)數(shù)據(jù)與時間相關(guān)按照與之相關(guān)的時間的性按照與之相關(guān)的時間的性質(zhì)不同又可分為兩類：質(zhì)不同又可分為兩類：數(shù)據(jù)本身就是時間即從數(shù)據(jù)本身就是時間即從時間域時間域中取值，如中取值，如

8、日期日期，稱為，稱為用戶定義的時間用戶定義的時間，也就是用戶自己知道，也就是用戶自己知道，而系統(tǒng)并不知道它是時間，而系統(tǒng)并不知道它是時間，系統(tǒng)將毫無區(qū)別地把它像系統(tǒng)將毫無區(qū)別地把它像其他數(shù)據(jù)一樣處理。其他數(shù)據(jù)一樣處理。 實時數(shù)據(jù)庫與時間實時數(shù)據(jù)庫與時間v 數(shù)據(jù)的值隨時間而變化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是對其所服務的數(shù)據(jù)的值隨時間而變化數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)是對其所服務的現(xiàn)現(xiàn)實世界實世界中對象狀態(tài)的描述，對象狀態(tài)發(fā)生變化則引起數(shù)據(jù)中對象狀態(tài)的描述，對象狀態(tài)發(fā)生變化則引起數(shù)據(jù)庫中相應數(shù)據(jù)值的變化，因而與數(shù)據(jù)值變化相聯(lián)的時間可以庫中相應數(shù)據(jù)值的變化，因而與數(shù)據(jù)值變化相聯(lián)的時間可以是現(xiàn)實對象狀態(tài)的實際時間，稱為是現(xiàn)實對象

9、狀態(tài)的實際時間，稱為真實真實或或事件事件時間，時間，即數(shù)據(jù)庫中相應數(shù)據(jù)值變化的時間，稱為即數(shù)據(jù)庫中相應數(shù)據(jù)值變化的時間，稱為事務時間事務時間。v 2實時事務有定時限制實時事務有定時限制典型的就是其典型的就是其截止時間截止時間。對于對于RTDB，其結(jié)果產(chǎn)生，其結(jié)果產(chǎn)生的時間與結(jié)果本身一樣重的時間與結(jié)果本身一樣重要，一般只允許事務存取要，一般只允許事務存取當前有效當前有效的數(shù)據(jù)，事務必的數(shù)據(jù)，事務必須維護數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的須維護數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的事事件一致性件一致性。 實時數(shù)據(jù)庫的特征實時數(shù)據(jù)庫的特征v 如上所述，如上所述，RTDB的特征主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)和事務的定時限制上，的特征主要表現(xiàn)在數(shù)據(jù)和事務的定時限

10、制上，下面分別介紹：下面分別介紹：v 1.RTDB的數(shù)據(jù)特征：的數(shù)據(jù)特征：在在RTDB中，數(shù)據(jù)隨外部環(huán)境狀態(tài)的變化而快速變化，其值只在中，數(shù)據(jù)隨外部環(huán)境狀態(tài)的變化而快速變化，其值只在一定的時間內(nèi)是一定的時間內(nèi)是流行流行的，過時則無效了，故系統(tǒng)除了維護數(shù)據(jù)的，過時則無效了，故系統(tǒng)除了維護數(shù)據(jù)庫內(nèi)部狀態(tài)（數(shù)據(jù)值）的正確性、相容性外，還必須同時維護內(nèi)庫內(nèi)部狀態(tài)（數(shù)據(jù)值）的正確性、相容性外，還必須同時維護內(nèi)部狀態(tài)與外部環(huán)境實際狀態(tài)的一致性，以及數(shù)據(jù)用來決策或推導部狀態(tài)與外部環(huán)境實際狀態(tài)的一致性，以及數(shù)據(jù)用來決策或推導新數(shù)據(jù)時在時間上的相互一致性。新數(shù)據(jù)時在時間上的相互一致性。v RTDB中的一個數(shù)據(jù)對

11、象中的一個數(shù)據(jù)對象d由三個分量組成（由三個分量組成（dv，dtp，devi），），它們分別為它們分別為d的當前值、采樣時間、外部有效期（外部現(xiàn)實對象的當前值、采樣時間、外部有效期（外部現(xiàn)實對象狀態(tài)變化的時間間隔），狀態(tài)變化的時間間隔）， 有效期即自有效期即自dtp算起算起dv有效的有效的時間長度。對于時間長度。對于RTDB中的每中的每一一d，有內(nèi)部一致性、外部一，有內(nèi)部一致性、外部一致性和相互一致性特征。致性和相互一致性特征。實時數(shù)據(jù)庫的特征實時數(shù)據(jù)庫的特征v 內(nèi)部一致性內(nèi)部一致性dv滿足預先定義的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部狀態(tài)的完整性滿足預先定義的數(shù)據(jù)庫內(nèi)部狀態(tài)的完整性和一致性限制。這就是傳統(tǒng)意義下的數(shù)據(jù)正

12、確性。和一致性限制。這就是傳統(tǒng)意義下的數(shù)據(jù)正確性。v 外部一致性設(shè)外部一致性設(shè)tc為當前或檢測時間，當且僅當（為當前或檢測時間，當且僅當（tcdtp）devi，則說，則說d是外部一致的，即是外部一致的，即dv和對應的外部現(xiàn)實和對應的外部現(xiàn)實對象的狀態(tài)是一樣的。對象的狀態(tài)是一樣的。v 相互一致性用來決策或?qū)С鲂聰?shù)據(jù)的一組相關(guān)數(shù)據(jù)稱為一相互一致性用來決策或?qū)С鲂聰?shù)據(jù)的一組相關(guān)數(shù)據(jù)稱為一個相互一致集，記為個相互一致集，記為R，其中的數(shù)據(jù)必須盡可能地在一個，其中的數(shù)據(jù)必須盡可能地在一個允許的公共時間期內(nèi)被采取（或?qū)С觯?，這個公共時間期允許的公共時間期內(nèi)被采取（或?qū)С觯?，這個公共時間期就稱為就稱為R的相

13、互有效期，記為的相互有效期，記為Rmvi，對于，對于R中的任兩個中的任兩個數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)d和和d,有有|dtpdtp|Rmvi，則說，則說R中的數(shù)據(jù)是中的數(shù)據(jù)是相互一致的。相互一致的。v 外部一致性和相互一致性都是關(guān)于時間的，故統(tǒng)稱時間一外部一致性和相互一致性都是關(guān)于時間的，故統(tǒng)稱時間一致性。既是內(nèi)部一致又是時間一致的數(shù)據(jù)才是正確的。致性。既是內(nèi)部一致又是時間一致的數(shù)據(jù)才是正確的。實時數(shù)據(jù)庫的特征實時數(shù)據(jù)庫的特征v2.RTDB的事務特征的事務特征由于實時任務往往有內(nèi)部結(jié)由于實時任務往往有內(nèi)部結(jié)構(gòu)和相互之間的聯(lián)系，有較構(gòu)和相互之間的聯(lián)系，有較強的定時性。強的定時性。v定時性包含兩方面的含義：定時性包含

14、兩方面的含義：定時限制即事務的執(zhí)行有顯式的時限，如指定的開始定時限制即事務的執(zhí)行有顯式的時限，如指定的開始時間、截止時間等，它要求時間、截止時間等，它要求RTDB必須有時間處理機必須有時間處理機制。制。定時正確性即事務能按指定的時間要求正確執(zhí)行，它定時正確性即事務能按指定的時間要求正確執(zhí)行，它要求權(quán)衡定時限制與數(shù)據(jù)一致性要求等多方面因素，要求權(quán)衡定時限制與數(shù)據(jù)一致性要求等多方面因素，提供合適的調(diào)度與并發(fā)控制算法提供合適的調(diào)度與并發(fā)控制算法 。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v實時應用系統(tǒng)主要特性包括及時實時應用系統(tǒng)主要特性包括及時性、可預測性和可靠性等。性、可預測性和可靠性等。實時系統(tǒng)的主

15、要特性實時系統(tǒng)的主要特性v及時性及時性v實時系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在時間上有著嚴格的要求，只有實時系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果在時間上有著嚴格的要求，只有符合時間約束的結(jié)果才是正確的。在實時系統(tǒng)中，每個符合時間約束的結(jié)果才是正確的。在實時系統(tǒng)中，每個任務都有一個截止期，截止期內(nèi)完成任務所得到的結(jié)果任務都有一個截止期，截止期內(nèi)完成任務所得到的結(jié)果才是正確的結(jié)果。具體應用實現(xiàn)時必須落實到實時任務才是正確的結(jié)果。具體應用實現(xiàn)時必須落實到實時任務（事務）的各項定時特性：事務的松緩度、截止期的粒（事務）的各項定時特性：事務的松緩度、截止期的粒度和嚴格性（事務軟、硬性）、優(yōu)先順序限制、起點到度和嚴格性（事務軟、硬性）、優(yōu)先

16、順序限制、起點到終點的定時限制、價值函數(shù)的形狀（任務價值隨時間的終點的定時限制、價值函數(shù)的形狀（任務價值隨時間的變化情況）等。這些都是定義和處理實時事務以及實現(xiàn)變化情況）等。這些都是定義和處理實時事務以及實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本因素。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的基本因素。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v可預測性可預測性v實時系統(tǒng)的行為必須在一定的時間限度內(nèi)，而這個限度實時系統(tǒng)的行為必須在一定的時間限度內(nèi)，而這個限度是可以從系統(tǒng)的定義獲得的。這意味著系統(tǒng)對來自于外是可以從系統(tǒng)的定義獲得的。這意味著系統(tǒng)對來自于外部輸入的反應必須全部是可預測的，就算在最壞的條件部輸入的反應必須全部是可預測的，就算在最壞的

17、條件下，系統(tǒng)也必須嚴格遵守時間約束。因此，在出現(xiàn)過載下，系統(tǒng)也必須嚴格遵守時間約束。因此，在出現(xiàn)過載時，系統(tǒng)必須要能以一種可預測的方式來降低它的性能時，系統(tǒng)必須要能以一種可預測的方式來降低它的性能級別。這就要求事先知道任務（事務）的最壞情況執(zhí)行級別。這就要求事先知道任務（事務）的最壞情況執(zhí)行時間及所需的數(shù)據(jù)與資源，并要求這種最壞情況的預測時間及所需的數(shù)據(jù)與資源，并要求這種最壞情況的預測與實際的的差別盡可能小。與實際的的差別盡可能小。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v可靠性可靠性v實時系統(tǒng)的可靠性主要是系統(tǒng)的正確性，即系統(tǒng)所產(chǎn)生實時系統(tǒng)的可靠性主要是系統(tǒng)的正確性，即系統(tǒng)所產(chǎn)生的結(jié)果不僅在值上

18、是正確的，而且在時間上也是正確的。的結(jié)果不僅在值上是正確的，而且在時間上也是正確的。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v分布規(guī)律性分布規(guī)律性v實時任務（事務）通常是按一定周期執(zhí)行的，但也有非實時任務（事務）通常是按一定周期執(zhí)行的，但也有非周期或隨機的，還有一些是長壽（循環(huán)或無終止事務）周期或隨機的，還有一些是長壽（循環(huán)或無終止事務）的。為了實現(xiàn)有效調(diào)度，必須事先知道各種任務（事務）的。為了實現(xiàn)有效調(diào)度，必須事先知道各種任務（事務）的類型及其到達的分布規(guī)律。長壽事務和周期事務的實的類型及其到達的分布規(guī)律。長壽事務和周期事務的實現(xiàn)比較容易，而非周期和隨機事務則很困難。處理時可現(xiàn)比較容易，而非周期

19、和隨機事務則很困難。處理時可以將一個非周期事務的兩次執(zhí)行間的最小間隔時間視作以將一個非周期事務的兩次執(zhí)行間的最小間隔時間視作其周期，從而將其當作周期事務來調(diào)度；而對于隨機事其周期，從而將其當作周期事務來調(diào)度；而對于隨機事務就只能由系統(tǒng)動態(tài)地進行處理。務就只能由系統(tǒng)動態(tài)地進行處理。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v不可逆性不可逆性v實時應用中有很多活動是不可逆的，如過程控制的器件實時應用中有很多活動是不可逆的，如過程控制的器件加工、物料投放等活動，記錄飛行體的位置、速度、方加工、物料投放等活動，記錄飛行體的位置、速度、方向的事務等，它們都是不可逆的。還原或重啟動對于不向的事務等，它們都是不可

20、逆的。還原或重啟動對于不可逆事務是毫無意義的，因此必須為實時事務的恢復開可逆事務是毫無意義的，因此必須為實時事務的恢復開發(fā)新的概念、技術(shù)和方法。發(fā)新的概念、技術(shù)和方法。實時系統(tǒng)的主要特性實時系統(tǒng)的主要特性v替代性替代性v當實時系統(tǒng)認定某個任務不能按時完成時，可以調(diào)用其當實時系統(tǒng)認定某個任務不能按時完成時，可以調(diào)用其它活動進行替代或補償，這稱為實時系統(tǒng)的應急計劃，它活動進行替代或補償，這稱為實時系統(tǒng)的應急計劃，它可以提供雖非最佳但可用的結(jié)果。如何確定應急計劃它可以提供雖非最佳但可用的結(jié)果。如何確定應急計劃以及應急計劃的選擇評估及實施都是實時系統(tǒng)應該考慮以及應急計劃的選擇評估及實施都是實時系統(tǒng)應該

21、考慮的部分。的部分。與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系v實時數(shù)據(jù)庫與內(nèi)存數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫與內(nèi)存數(shù)據(jù)庫v 為了實現(xiàn)實時系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和事務的實時（及時）性，必須盡可為了實現(xiàn)實時系統(tǒng)中數(shù)據(jù)和事務的實時（及時）性，必須盡可能加快實時數(shù)據(jù)庫的響應和處理速度，同時實時數(shù)據(jù)庫中的實能加快實時數(shù)據(jù)庫的響應和處理速度，同時實時數(shù)據(jù)庫中的實時事務要求系統(tǒng)能較準確地預報事務的運行時間。但對磁盤數(shù)時事務要求系統(tǒng)能較準確地預報事務的運行時間。但對磁盤數(shù)據(jù)庫而言，由于磁盤存取、內(nèi)外存的數(shù)據(jù)傳遞、緩沖區(qū)管理、據(jù)庫而言，由于磁盤存取、內(nèi)外存的數(shù)據(jù)傳遞、緩沖區(qū)管理、排隊等待及鎖的延遲等使得事務實際平均執(zhí)行時間與估算的最

22、排隊等待及鎖的延遲等使得事務實際平均執(zhí)行時間與估算的最壞情況執(zhí)行時間相差很大，不能滿足部分實時系統(tǒng)的壞情況執(zhí)行時間相差很大，不能滿足部分實時系統(tǒng)的“及時性及時性”要求。如果將整個數(shù)據(jù)庫或其主要的要求。如果將整個數(shù)據(jù)庫或其主要的“工作工作”部分放入內(nèi)存部分放入內(nèi)存;使使每個事務在執(zhí)行過程中沒有磁盤每個事務在執(zhí)行過程中沒有磁盤I/O，則為系統(tǒng)較準確估算和安，則為系統(tǒng)較準確估算和安排事務的運行時間，使之具有較好的動態(tài)可預報性提供了有力排事務的運行時間，使之具有較好的動態(tài)可預報性提供了有力的支持，同時也為實現(xiàn)事務的定時限制打下了基礎(chǔ)。的支持，同時也為實現(xiàn)事務的定時限制打下了基礎(chǔ)。與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系

23、與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系v實時數(shù)據(jù)庫與主動數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫與主動數(shù)據(jù)庫v 今后，實時數(shù)據(jù)庫的應用可能越來越復雜，為了滿足各種復雜今后，實時數(shù)據(jù)庫的應用可能越來越復雜，為了滿足各種復雜的應用要求，有必要使實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備高度的動態(tài)性、自的應用要求，有必要使實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具備高度的動態(tài)性、自適應性和智能行為。而主動數(shù)據(jù)庫（適應性和智能行為。而主動數(shù)據(jù)庫（ADB）技術(shù)與實時數(shù)據(jù)庫）技術(shù)與實時數(shù)據(jù)庫（RTDBS）的結(jié)合為）的結(jié)合為RTDBS的自適應性及智能性的實現(xiàn)創(chuàng)造的自適應性及智能性的實現(xiàn)創(chuàng)造了合理的機制。主動數(shù)據(jù)庫（了合理的機制。主動數(shù)據(jù)庫（ADB）技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在實時數(shù)據(jù)）技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在實時數(shù)據(jù)庫

24、（庫（RTDBS）領(lǐng)域廣泛應用。）領(lǐng)域廣泛應用。與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系v實時數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫與分布式數(shù)據(jù)庫v 隨著隨著Internet的迅速推廣，實時系統(tǒng)應用范圍和規(guī)模不斷擴大，的迅速推廣，實時系統(tǒng)應用范圍和規(guī)模不斷擴大，也對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了分布式計算的要求，因而有必要將也對實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)提出了分布式計算的要求，因而有必要將分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)運用于實時系統(tǒng)中。為了滿足對數(shù)據(jù)的實時分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)運用于實時系統(tǒng)中。為了滿足對數(shù)據(jù)的實時和分布的要求和分布的要求,分布式實時數(shù)據(jù)庫分布式實時數(shù)據(jù)庫(DRTDB)將具有執(zhí)行期限的將具有執(zhí)行期限的數(shù)據(jù)和事務分布在不同的

25、結(jié)點上，由分布式實時數(shù)據(jù)庫管理系數(shù)據(jù)和事務分布在不同的結(jié)點上，由分布式實時數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來統(tǒng)一管理、調(diào)度執(zhí)行。國內(nèi)的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品與國外的產(chǎn)統(tǒng)來統(tǒng)一管理、調(diào)度執(zhí)行。國內(nèi)的實時數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品與國外的產(chǎn)品相比，都有一定的差距品相比，都有一定的差距,主要體現(xiàn)在其事務處理層并沒有實現(xiàn)主要體現(xiàn)在其事務處理層并沒有實現(xiàn)完全的分布式事務處理完全的分布式事務處理,與實時數(shù)據(jù)庫的理論有一定的距離。實與實時數(shù)據(jù)庫的理論有一定的距離。實時數(shù)據(jù)庫與內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、主動數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫的有效集時數(shù)據(jù)庫與內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、主動數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫的有效集成才可以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的需求。成才可以滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫的需求。與其它高級數(shù)據(jù)庫的

26、聯(lián)系與其它高級數(shù)據(jù)庫的聯(lián)系v實時數(shù)據(jù)庫與時態(tài)數(shù)據(jù)庫實時數(shù)據(jù)庫與時態(tài)數(shù)據(jù)庫v 與時態(tài)數(shù)據(jù)庫相同之處是，實時數(shù)據(jù)庫也涉及時間信息。但是，時態(tài)數(shù)據(jù)庫與時態(tài)數(shù)據(jù)庫相同之處是，實時數(shù)據(jù)庫也涉及時間信息。但是，時態(tài)數(shù)據(jù)庫與實時數(shù)據(jù)庫存在區(qū)別，主要表現(xiàn)在：與實時數(shù)據(jù)庫存在區(qū)別，主要表現(xiàn)在：v 時態(tài)數(shù)據(jù)庫目的在于處理包含隨時間變化的信息，維護數(shù)據(jù)庫中對象經(jīng)歷時態(tài)數(shù)據(jù)庫目的在于處理包含隨時間變化的信息，維護數(shù)據(jù)庫中對象經(jīng)歷的歷史變化；而實時數(shù)據(jù)庫則更側(cè)重考慮信息的的歷史變化；而實時數(shù)據(jù)庫則更側(cè)重考慮信息的“及時及時”性，它的查詢與事性，它的查詢與事務處理都有與之相聯(lián)系的定時限制，結(jié)果產(chǎn)生的時間與結(jié)果本身一樣重要

27、。務處理都有與之相聯(lián)系的定時限制，結(jié)果產(chǎn)生的時間與結(jié)果本身一樣重要。v 時態(tài)數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)庫對象隨著時間變化的特征，但缺乏維護數(shù)據(jù)有效性時態(tài)數(shù)據(jù)庫保存數(shù)據(jù)庫對象隨著時間變化的特征，但缺乏維護數(shù)據(jù)有效性的機制，不顯式考慮查詢與事務有關(guān)的時間限制。在的機制，不顯式考慮查詢與事務有關(guān)的時間限制。在TDB中，隨時間變化而中，隨時間變化而改變的數(shù)據(jù)的處理是保留改變的數(shù)據(jù)的處理是保留“歷史歷史”，增加新的數(shù)據(jù)項，可以查詢某個過去時，增加新的數(shù)據(jù)項，可以查詢某個過去時間曾經(jīng)有效的數(shù)據(jù)。間曾經(jīng)有效的數(shù)據(jù)。RTDB則提供維護數(shù)據(jù)有效性和事務及時性的機制，一則提供維護數(shù)據(jù)有效性和事務及時性的機制，一般只存取數(shù)據(jù)庫

28、當前般只存取數(shù)據(jù)庫當前“有效有效”的信息。事務必須維護數(shù)據(jù)庫對象的的信息。事務必須維護數(shù)據(jù)庫對象的“時間一時間一致性致性”，所以有時間限制與之聯(lián)系。，所以有時間限制與之聯(lián)系。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)v實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有著根本性的不同。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)有著根本性的不同。實現(xiàn)一個實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，除了一般數(shù)據(jù)庫的問題外，實現(xiàn)一個實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，除了一般數(shù)據(jù)庫的問題外，還要注意以下：還要注意以下：v1實時數(shù)據(jù)模型及其語言實時數(shù)據(jù)模型及其語言v一般一般RTDB都使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，還沒有引入時間維，都使用傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，還沒有引入時間維，而即使是引

29、入了時間維的而即使是引入了時間維的時態(tài)數(shù)據(jù)模型時態(tài)數(shù)據(jù)模型與與時態(tài)查詢時態(tài)查詢語言語言也沒有提供事務定時限制的說明機制。也沒有提供事務定時限制的說明機制。實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主要技術(shù)v 2實時事務的模型與特性實時事務的模型與特性 實時事務的結(jié)構(gòu)復雜，事務之間有多種交互行動和同步，實時事務的結(jié)構(gòu)復雜，事務之間有多種交互行動和同步，存在結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、行為、時間上的相關(guān)性以及在執(zhí)行方面存在結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)、行為、時間上的相關(guān)性以及在執(zhí)行方面的依賴性。的依賴性。v 3實時事務的處理實時事務的處理RTDB中的事務有多種定中的事務有多種定時限制，其中最典型的是時限制，其中最典型的是事務截止期，系統(tǒng)必須能事務截止期，系統(tǒng)必須能讓截止期更早或更緊急的讓截止期更早或更緊急的事務較早地執(zhí)行，又需要事務較早地執(zhí)行，又需要基于截止期和緊迫度來標基于截止期和緊迫度來標明事務的優(yōu)先級，然后按明事務的優(yōu)先級，然后按優(yōu)先級進行事務調(diào)度。優(yōu)先級進行事務調(diào)度。