实时数据库设计及事务调度算法的研究
时间：2021-04-08 07:55:37 来源：达达文档网 本文已影响 人 
摘 要实时数据库技术是传统数据库技术的发展，在传统数据库的基础上又具备了实时处理的特性。实时数据库在事务处理过程中，要保证数据的时效性和及时性。因而，在实时数据库的设计过程中，如何保证系统能够在有效运行的同时还要尽量减少系统的资源使用，提高系统的运行效率就成了一个重要课题。本文基于实时数据库系统运行过程中的数据时效性和及时性进行分析，对传统的事务调度算法进行改进，结合实时数据时间有效性的方法与最优化的优先级分配原则，保证实时数据库的优化设计。
【关键词】实时数据库 事务调度 优先级
近几年来，经济社会和科学技术都不断的发展，计算机等电子技术所需要处理的数据量越来越大，这就提出了对数据库技术更高的要求，而实时数据库技术得到良好应用的领域也是多种多样，例如股市交易数据的处理、交通控制领域车辆流动和路况的统计与管理、卫星跟踪定位等多个涉及到人们日常生活哥哥方面的领域，这些应用的特性要求数据库对数据的处理存储显示预更新都要在在规定的时间内迅速完成。而传统的数据库技术显然不能满足要求，因为传统的数据库技术处理的是长期固定，不经常变动的数据，难以保证数据的及时性。而且实时系统里的数据在一定的时间过后将会失效，这就要求必须保证数据的存储与更新的事务的时间条件。
实时数据库技术是传统数据库技术的发展，主要被应用在需要快速处理大量数据并不断刷新的实时数据处理的领域。在目前的实时数据库研究中，大部分研究的都是实时性的研究，而忽略了数据的实时更新，和数据有效性，以及如何设计高效的实时数据库系统使系统资源效率更高还有较大的研究空间。
1 实时数据库系统概述
实时数据库技术是在传统数据库技术的基础上按照实时系统的特性进行改进而产生的一种新型数据库技术，是数据库技术的一种。相交于传统数据库技术而言，实时数据库对外界环境的变化所产生的相应更为可靠。但是，为了判断实时数据库的系统的正常与否，需要综合考虑从外界环境测得的实时数据值的准确性和获得该数据所用的时间满足条件与否。因此，在研究实时数据库系统时，必须要考虑到时间有效性和外部状态与参数之间的转换。对实时数据对象来说，从真实世界的外界环境中得到的数据值的时间限制非常严格，而在真实世界中，被测参数的值可能会不断变化，实时系统测得的数据值会随着时间失效，因此，这类数据被称为为实时数据。实时数据区别于普通数据之处就在于，实时数据值只在规定的时间段内才是有效的。只有当一个实时数据的值能真实的反映被测实物的某一具体参数的具体状态时，该数据才能看作有效的。而在目前的研究中，最常用来确定数据的有效性的方法是：为每一个数据规定一个有效期，每个实时数据只在其有效期内才有效。在实际的应用中，有效期时长的确定要综合考虑很多种可能影响市场的因素。举例来说，时间间隔长度较短的数据对应的是变化迅速的实体，而为保证实时数据的及时性与正确性，实时数据库系统必须要不断的刷新数据，并将最新的数据及时的进行存储。
2 实时事务与事务调度
2.1 实时事务
实时数据库和其他普通数据库之间最明显的区别就体现在实时性上。实时数据库系统必须要满足某种在设计时已经规定好了的时间条件：实时数据库中的数据值只在某一时间预先设定的的时间段内才是有效的，而一旦超过了预先设定的时间区域那么这一数据值将会失效。影响系统的实时特性的因素多种多样。包括实时事务本身所具备的实时特征；实时数据库系统本身的数据最大输入量和最大输出量以及数据处理能力的最大值综合地决定了系统对外界环境进行响应的极限；用户根据自身实际情况所提出来的某些具体的特殊要求所导致的时间特性等。而对这些要求，实时数据库系统都应该尽量兼顾，保证最大程度的满足。
而在实时数据库系统内，所有的操作都可以被称作是实时事务，我们通常把数目不等的数据库操作可以看作一组，将这一组操作合起来，这一组操作的集合称作事务。而实时事务区别于普通事务的一点就是，实时事务需要在规定的时间范围内执行，并且要在这一时间范围内正确的执行，保证执行的正确性。
2.2 事务调度
在实时数据库系统的正常工作过程中，对于数据库系统内各个时间点发起的事务都需要通过实时调度来进行管理事务，以保证事务的执行正确且兼顾到实时性。而在事务的调动过程中需要保证一些特性。
首先是事务的原子性。实时事务在被调度的过程中，要尽量保持事务各个操作之间联系的完整性和一致性，尽量保证做到事务内操作全部执行，或均不执行。但是在与时间特性发生冲突时，为了满足时间特性要求，可以看情况适当放宽要求，但是必须要保证数据的精确性。
其次是事务的一致性。在对实时事务进行调度的过程中要严格保证事务时间和逻辑一致，在特殊情况下可以允许一定的模糊。
还有是独立性。实时事务之间一般要保持相互独立。但是在某种情况下要允许部分事务与实时数据库系统内部的工作之间有同步和依赖性，例如数据需要依赖于通信接口的工作等。
3 总结
实时数据库技术被应用到了人们日常生活的方方面面，应用也将越来越广泛，要保证实时数据库的正常运行，就需要设计人员在进行实时数据库的设计时，必须要保证实际用户的需要得到满足、应用领域的特点也应该被充分考虑到等，在最大程度上满足实时数据库的及时性和时效性的特点，并且要兼顾系统的资源使用情况，提高系统的资源使用效率，为实时数据库在以后的使用过程中能够正常合理的运行提供保证。
参考文献
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[3]刘正涛，毛宇光.基于优先级的数据流数据库实时事务调度算法与实现[J].小型微型计算机系统，2006（12）：2212-2217.
作者单位
云南经济管理学院 云南省昆明市 650106
