實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)

內(nèi)容概要

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)是作者三十多年來(lái)從事數(shù)據(jù)庫(kù)理論與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究，尤其是現(xiàn)代（非傳統(tǒng)）DBMS開(kāi)發(fā)成果的總結(jié)，其特點(diǎn)是內(nèi)容全面、視野開(kāi)闊、系統(tǒng)完整、理論結(jié)合實(shí)踐。全書(shū)共14章，主要內(nèi)容有：①實(shí)時(shí)應(yīng)用特征、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念與發(fā)展；②實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的特征、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及RTDBMS；③實(shí)時(shí)事務(wù)的概念、模型、特性，事務(wù)優(yōu)先級(jí)分派與調(diào)度策略、并發(fā)控制理論與技術(shù)及其正確性；④實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)與存取方法，實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)及內(nèi)外存數(shù)據(jù)交換技術(shù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)故障恢復(fù)；⑤主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的原理、組織結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)技術(shù)；⑥主動(dòng)實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)例ARTs-DB的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。
實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)適合作為大專(zhuān)院校計(jì)算機(jī)、軟件、自動(dòng)控制、電子信息、電氣工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生尤其是研究生的教材，亦可供從事工程實(shí)現(xiàn)、過(guò)程控制、實(shí)時(shí)處理等領(lǐng)域的科研與工程實(shí)踐工作的技術(shù)人員，以及國(guó)防領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員參考。

書(shū)籍目錄

《信息科學(xué)技術(shù)學(xué)術(shù)著作叢書(shū)》序前言第1章 緒論1.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展1.2 實(shí)時(shí)應(yīng)用特征與要求1.3 數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)時(shí)系統(tǒng)1.4 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)第2章 實(shí)時(shí)系統(tǒng)基礎(chǔ)2.1 實(shí)時(shí)系統(tǒng)概述2.2 實(shí)時(shí)系統(tǒng)模型2.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)模型2.4 實(shí)時(shí)調(diào)度2.5 通信與同步2.6 系統(tǒng)負(fù)載第3章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)特征與技術(shù)3.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)間3.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)特征3.3 實(shí)時(shí)事務(wù)定時(shí)性3.4 系統(tǒng)運(yùn)行特征3.5 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)主要技術(shù)第4章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)模型4.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)表示4.1.1 時(shí)間表示4.1.2 數(shù)據(jù)與時(shí)間的關(guān)系4.1.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)象4.2.1 映像對(duì)象4.2.2 導(dǎo)出對(duì)象4.2.3 不變對(duì)象4.3 時(shí)間一致性限制4.4 時(shí)間限制4.5 實(shí)時(shí)關(guān)系代數(shù)4.6 E-R-T模型第5章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)5.1 概述5.2 RTDBMS的功能特性5.3 RTDBMS的系統(tǒng)模型5.4 RTDBMS的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5.5 RTDBMS執(zhí)行模型5.6 RTDBMS的特殊問(wèn)題第6章 實(shí)時(shí)事務(wù)6.1 實(shí)時(shí)事務(wù)語(yǔ)義6.2 現(xiàn)代事務(wù)模型6.2.1 現(xiàn)代事務(wù)模型的特征6.2.2 分段事務(wù)6.2.3 鏈?zhǔn)绞聞?wù)6.2.4 分裂與合并事務(wù)6.2.5 多層事務(wù)6.2.6 嵌套事務(wù)6.2.7 長(zhǎng)壽事務(wù)6.2.8 合作事務(wù)6.3 嵌套實(shí)時(shí)事務(wù)6.3.1 動(dòng)機(jī)6.3.2 嵌套實(shí)時(shí)事務(wù)定義6.3.3 嵌套實(shí)時(shí)事務(wù)處理規(guī)則6.3.4 嵌套實(shí)時(shí)事務(wù)的內(nèi)部依賴(lài)性6.4 實(shí)時(shí)事務(wù)的特性6.5 實(shí)時(shí)事務(wù)之間的相關(guān)性6.5.1 數(shù)據(jù)相關(guān)性6.5.2 結(jié)構(gòu)相關(guān)性6.5.3 行為相關(guān)性6.5.4 時(shí)間相關(guān)性6.6 實(shí)時(shí)事務(wù)的執(zhí)行依賴(lài)性6.6.1 基本依賴(lài)6.6.2 復(fù)合依賴(lài)6.6.3 依賴(lài)之間的關(guān)系6.6.4 依賴(lài)的特性6.7 實(shí)時(shí)事務(wù)的分類(lèi)第7章 實(shí)時(shí)事務(wù)處理7.1 概述7.1.1 實(shí)時(shí)事務(wù)處理體系結(jié)構(gòu)7.1.2 實(shí)時(shí)事務(wù)處理任務(wù)7.1.3 實(shí)時(shí)事務(wù)處理過(guò)程7.2 實(shí)時(shí)事務(wù)的狀態(tài)變遷7.2.1 實(shí)時(shí)事務(wù)管理原語(yǔ)7.2.2 實(shí)時(shí)事務(wù)的狀態(tài)7.2.3 狀態(tài)變遷7.3 實(shí)時(shí)事務(wù)執(zhí)行的經(jīng)歷模型7.3.1 與實(shí)時(shí)事務(wù)相聯(lián)的事件7.3.2 經(jīng)歷7.3.3 事務(wù)經(jīng)歷中事件的發(fā)生7.4 實(shí)時(shí)事務(wù)的正確性7.4.1 概述7.4.2 結(jié)果正確性7.4.3 行為正確性7.4.4 結(jié)構(gòu)正確性7.4.5 時(shí)間正確性7.5 實(shí)時(shí)事務(wù)并發(fā)的正確性標(biāo)準(zhǔn)7.5.1 傳統(tǒng)可串行化的局限性7.5.2 非傳統(tǒng)可串行化的正確性標(biāo)準(zhǔn)7.6 性能指標(biāo)第8章 實(shí)時(shí)事務(wù)調(diào)度8.1 概述8.1.1 實(shí)時(shí)事務(wù)調(diào)度概念8.1.2 實(shí)時(shí)事務(wù)調(diào)度參數(shù)8.1.3 實(shí)時(shí)調(diào)度目標(biāo)8.1.4 實(shí)時(shí)調(diào)度分類(lèi)8.2 實(shí)時(shí)事務(wù)截止期指派8.3 實(shí)時(shí)事務(wù)優(yōu)先級(jí)分派8.4 靜態(tài)表驅(qū)動(dòng)調(diào)度8.5 速率單調(diào)調(diào)度8.5.1 典型算法8.5.2 擴(kuò)展研究8.5.3 截止期單調(diào)調(diào)度8.6 基于截止期的調(diào)度8.6.1 DEDF調(diào)度8.6.2 AEDF調(diào)度8.6.3 AEUDF調(diào)度8.7 基于緊迫性的調(diào)度8.7.1 LSF調(diào)度8.7.2 LASF調(diào)度8.8 基于價(jià)值的調(diào)度8.8.1 CDVD調(diào)度8.8.2 VBED調(diào)度8.8.3 VHAED調(diào)度第9章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的并發(fā)控制9.1 引言9.2 鎖式實(shí)時(shí)并發(fā)控制9.2.1 一般2PL算法評(píng)述9.2.2 優(yōu)先級(jí)2PL算法9.2.3 優(yōu)先級(jí)繼承9.2.4 有條件的優(yōu)先級(jí)繼承9.2.5 數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)9.3 時(shí)標(biāo)排序9.3.1 TO基本原理9.3.2 操作重疊與可恢復(fù)性問(wèn)題9.3.3 基于優(yōu)先級(jí)的TO9.4 樂(lè)觀并發(fā)控制9.4.1 基本OCC9.4.2 OCC-BC9.4.3 OCC-PA9.4.4 OCC-PW9.4.5 OCC-PW509.5 多影子并發(fā)控制9.6 多版本并發(fā)控制9.6.1 MVCC的基本思想9.6.2 MVCC-TO9.6.3 2V2PL9.6.4 MV2PL9.7 ε-可串行化并發(fā)控制9.8 δ-可串行性并發(fā)控制9.9 Q-一致性可串行化并發(fā)控制第10章 實(shí)時(shí)內(nèi)存資源管理10.1 超載控制10.1.1 超載的后果10.1.2 超載控制10.1.3 接納控制10.2 實(shí)時(shí)內(nèi)存分配10.2.1 實(shí)時(shí)內(nèi)存分配特征10.2.2 實(shí)時(shí)內(nèi)存分配方式10.2.3 實(shí)時(shí)內(nèi)存分配策略10.3 實(shí)時(shí)磁盤(pán)I/O調(diào)度10.3.1 實(shí)時(shí)事務(wù)I/O操作分析10.3.2 實(shí)時(shí)I/O請(qǐng)求的特性10.3.3 實(shí)時(shí)磁盤(pán)I/O調(diào)度算法10.4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)緩沖管理10.4.1 數(shù)據(jù)緩沖模型10.4.2 實(shí)時(shí)緩沖區(qū)管理策略設(shè)計(jì)10.4.3 P-LRU算法10.4.4 P-LRU-A算法10.4.5 P-LRU-I算法第11章 實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)管理11.1 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)概述11.1.1 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展11.1.2 MMDB與DRDB的比較分析11.1.3 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵問(wèn)題11.2 實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)定義11.3 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)組織11.3.1 存儲(chǔ)空間結(jié)構(gòu)11.3.2 物理數(shù)據(jù)組織11.4 MMDB的Hash存取方法11.4.1 桶散布Hashing11.4.2 可擴(kuò)展Hashing11.4.3 線性擴(kuò)展Hashing11.4.4 多目錄Hashing11.4.5 多層目錄Hashing11.5 MMDB的圖式存取方法11.5.1 內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)圖11.5.2 MM-DBG的物理實(shí)現(xiàn)11.5.3 MM-DBG的維護(hù)11.5.4 MM-DBG的查詢(xún)11.5.5 MM-DBG的性能分析11.6 SB-樹(shù)索引存取方法11.6.1 內(nèi)存索引結(jié)構(gòu)分析11.6.2 SB-樹(shù)結(jié)構(gòu)11.6.3 SB-樹(shù)的查找11.6.4 SB-樹(shù)的維護(hù)11.6.5 性能分析11.7 M-DB的數(shù)據(jù)裝入11.7.1 數(shù)據(jù)裝入的要素與原則11.7.2 基于相親度的數(shù)據(jù)裝入11.7.3 數(shù)據(jù)裝入算法第12章 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)12.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)特征12.2 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)原理12.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)一般模型12.4 實(shí)時(shí)恢復(fù)算法12.4.1 PASLAR算法12.4.2 SENLAR算法12.4.3 PENLAR算法12.4.4 PEANLAR算法12.5 實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)恢復(fù)12.5.1 RTMMDB恢復(fù)結(jié)構(gòu)模型12.5.2 提交處理12.5.3 記日志12.5.4 RTMMDB檢驗(yàn)點(diǎn)操作12.5.5 M-DB重裝第13章 主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)13.1 主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)概述13.1.1 動(dòng)機(jī)與應(yīng)用要求13.1.2 發(fā)展歷史13.1.3 主動(dòng)機(jī)制的應(yīng)用領(lǐng)域13.1.4 集成主動(dòng)機(jī)制到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)13.2 主動(dòng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)概念13.2.1 實(shí)時(shí)主動(dòng)能力13.2.2 實(shí)時(shí)主動(dòng)機(jī)制13.2.3 執(zhí)行控制13.3 ARTDB的體系結(jié)構(gòu)13.4 實(shí)時(shí)事件13.4.1 實(shí)時(shí)事件概念13.4.2 事件的類(lèi)型13.4.3 事件的操作13.4.4 事件表達(dá)式與復(fù)合事件13.5 實(shí)時(shí)的事件探測(cè)13.5.1 實(shí)時(shí)事件探測(cè)的特征13.5.2 事件探測(cè)的一般模型13.5.3 基本事件探測(cè)13.5.4 時(shí)間事件探測(cè)處理13.5.5 復(fù)合事件探測(cè)處理13.6 實(shí)時(shí)觸發(fā)器13.6.1 實(shí)時(shí)觸發(fā)器概念13.6.2 狀態(tài)條件及其評(píng)價(jià)13.6.3 觸發(fā)器活動(dòng)13.6.4 實(shí)時(shí)觸發(fā)器的時(shí)間13.7 實(shí)時(shí)觸發(fā)器管理13.7.1 觸發(fā)器的管理13.7.2 觸發(fā)器執(zhí)行模型13.7.3 觸發(fā)器控制流第14章 主動(dòng)實(shí)時(shí)內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)14.1 ARTs-DB的特征14.2 ARTs-DB的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)14.3 ARTs-DBL語(yǔ)言14.3.1 ARTs-DBL的數(shù)據(jù)說(shuō)明14.3.2 ARTs-DBL的事務(wù)說(shuō)明14.4 ARTs-DB的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)管理14.4.1 ARTs-DB的內(nèi)存組織結(jié)構(gòu)14.4.2 ARTs-DB的內(nèi)存管理14.4.3 ARTs-DB內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)管理14.4.4 ARTs-DB內(nèi)外存數(shù)據(jù)交換14.5 三段式實(shí)時(shí)事務(wù)預(yù)處理14.5.1 編譯時(shí)靜態(tài)預(yù)分析14.5.2 初啟時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)分析14.5.3 運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)預(yù)處理14.6 ARTs-DB事務(wù)調(diào)度14.6.1 子事務(wù)說(shuō)明14.6.2 被觸發(fā)事務(wù)的優(yōu)先級(jí)分派14.6.3 事務(wù)調(diào)度的EED算法14.7 ARTs-DB事務(wù)的互斥與同步14.7.1 線程級(jí)互斥量14.7.2 主-從式并發(fā)控制機(jī)制14.7.3 實(shí)時(shí)事務(wù)的同步參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：   插圖：   （4）實(shí)現(xiàn)其處理邏輯不僅需要各種領(lǐng)域數(shù)據(jù)，還需要支持合作、協(xié)同計(jì)算的控制信息，即要同時(shí)維護(hù)大量共享的應(yīng)用數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。 我們將層次、網(wǎng)狀、關(guān)系模型為代表的數(shù)據(jù)庫(kù)稱(chēng)為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，這種數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，尤其是關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)一般是為了DSS，是服務(wù)于OLTP和OLAP的，即它們都是適合于事務(wù)型應(yīng)用領(lǐng)域的。具有上述特征的“現(xiàn)代應(yīng)用”對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)，面對(duì)這些應(yīng)用的要求，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)已無(wú)能為力，需要“現(xiàn)代數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”的支持。傳統(tǒng)應(yīng)用及其數(shù)據(jù)庫(kù)與現(xiàn)代應(yīng)用及其數(shù)據(jù)庫(kù)有很大的差別。所以，現(xiàn)代應(yīng)用同時(shí)要求數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)處理兩者的功能特性的完善結(jié)合或稱(chēng)“無(wú)縫集成”，既需要數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)支持大量數(shù)據(jù)的共享，維護(hù)其數(shù)據(jù)的一致性，又需要實(shí)時(shí)處理技術(shù)來(lái)支持其任務(wù)（事務(wù)）與數(shù)據(jù)的定時(shí)限制的實(shí)現(xiàn)。這就是說(shuō)，現(xiàn)代應(yīng)用要求集成數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和實(shí)時(shí)系統(tǒng)兩者，這兩種技術(shù)的集成導(dǎo)致了“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)”的產(chǎn)生。 傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)旨在處理永久、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性、一致性，其性能目標(biāo)是高的系統(tǒng)吞吐量和低的代價(jià)，而根本不考慮有關(guān)數(shù)據(jù)及事務(wù)處理的定時(shí)限制、應(yīng)用的協(xié)同與合作性等。所以，傳統(tǒng)的DBMS不能滿足這種現(xiàn)代尤其是實(shí)時(shí)應(yīng)用的需要。傳統(tǒng)的實(shí)時(shí)系統(tǒng)雖然支持任務(wù)的定時(shí)限制、協(xié)同與合作計(jì)算，但它針對(duì)的是結(jié)構(gòu)與關(guān)系很簡(jiǎn)單、穩(wěn)定不變和可預(yù)報(bào)的數(shù)據(jù)，不涉及維護(hù)大量共享數(shù)據(jù)及它們的完整性和一致性，尤其是時(shí)間一致性。因此，只有將數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)處理兩者的概念、技術(shù)、方法與機(jī)制“無(wú)縫集成”在一起才能同時(shí)支持兩方面的要求，那就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)。一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)可以非正式地定義為數(shù)據(jù)和事務(wù)都有顯式定時(shí)限制的數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)的正確性不僅依賴(lài)于事務(wù)的邏輯結(jié)果，而且依賴(lài)于該邏輯結(jié)果所產(chǎn)生的時(shí)間。關(guān)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究，國(guó)際上大約開(kāi)始于20世紀(jì)80年代中期，根據(jù)相關(guān)報(bào)道，最早開(kāi)始這方面研究的是英國(guó)，但很快被美國(guó)超過(guò)。美國(guó)1988年3月份的ACMSIGMODRecord（美國(guó)計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)管理專(zhuān)業(yè)組出版的一種期刊）發(fā)表了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)專(zhuān)輯，以致后來(lái)許多人認(rèn)為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的研究最早開(kāi)始于美國(guó)。 由于自動(dòng)生產(chǎn)線或流水作業(yè)工程、航天工程、海洋工程等的發(fā)展，大量的實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)需要存儲(chǔ)、集成管理和實(shí)時(shí)應(yīng)用，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)已不能滿足要求，因此，80年代中期誕生了以工業(yè)監(jiān)控為目的的早期實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如PI、Uniformance、Infoplus、InSql等。當(dāng)時(shí)，還產(chǎn)生了另一類(lèi)所謂“硬實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”，不像工業(yè)監(jiān)控實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是秒級(jí)的，它的數(shù)據(jù)采集速度和響應(yīng)速度均是毫秒級(jí)的，主要用在科研和國(guó)防軍事領(lǐng)域。

編輯推薦

《實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)》適合作為大專(zhuān)院校計(jì)算機(jī)、軟件、自動(dòng)控制、電子信息、電氣工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生尤其是研究生的教材，亦可供從事工程實(shí)現(xiàn)、過(guò)程控制、實(shí)時(shí)處理等領(lǐng)域的科研與工程實(shí)踐工作的技術(shù)人員，以及國(guó)防領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)人員參考。

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